אסטרונומיה ידועה לשמצה בהעלאת שאלות רבות יותר ממה שהיא עונה. קח את התצפית כי הרוב המכריע של החומר אינו נראה.
אף על פי שהאסטרונומים אספו ראיות מכריעות לכך שחומר אפל מהווה בערך 84 אחוז מחומר היקום - ומספקים הסברים ישירים לסיבוב הגלקסיות הבודדות, תנועותיהם של אשכולות גלקסיות רחוקות וכיפוף של אור כוכבים רחוק - הם עדיין לא בטוחים בכל פרט.
כעת, קבוצה של אסטרונומים אוסטרלים חושבת שיש רק כחצי חומר כהה יותר בדרך החלב כפי שחשבו בעבר.
בשנת 1933, האסטרונום השוויצרי פריץ צוויקי צפה באשכול הקומא - אשכול גלקסיה שנמצא בערך 320 מיליון שנות אור משם וכמעט 2 שנות אור לרוחב - וגילה שהוא נע מהר מדי. פשוט לא היה מספיק חומר גלוי בכדי להחזיק את אשכול הגלקסיה.
זוויקי החליט שחייב להיות מרכיב נסתר, המכונה מאטרי דאנק, או חומר אפל, שגרם לתנועות הגלקסיות הללו להיות כה גדולות.
ואז בשנת 1978, האסטרונומית האמריקאית ורה רובין התבוננה בגלקסיות בודדות. אסטרונומים הניחו ברובם כי גלקסיות מסתובבות כמו מערכת השמש שלנו, כאשר כוכבי הלכת החיצוניים מסתובבים לאט יותר מכוכבי הלכת הפנימיים. טיעון זה תואם את חוקי ניוטון ואת ההנחה שרוב המיסה נמצאת במרכז.
אבל רובין מצא כי הגלקסיות מסתובבות כמו מערכת השמש שלנו. הכוכבים החיצוניים לא הסתובבו לאט יותר מהכוכבים הפנימיים, אלא באותה מהירות. היה צריך להיות חומר אפל בפאתי כל גלקסיה.
כעת, האסטרונום פראג'וול קפל מאוניברסיטת מערב אוסטרליה ועמיתיו צפו שוב במהירות הכוכבים בפאתי הגלקסיה שלנו, שביל החלב. אבל הוא עשה זאת בפירוט גדול בהרבה מהערכות קודמות.
ממהירות כוכב, פשוט יחסית לחשב כל מסת פנים. המשוואה הפשוטה שלהלן מראה כי המסה הפנימית (M) שווה למרחק שהכוכב נמצא מהמרכז הגלקטי (R) כפול מהירותו (V) בריבוע, וכל זה מחולק בקבוע הכבידה (G):
קפל ועמיתיו השתמשו בפיזיקה מסובכת יותר בהתחשב ברפיון הגלקסיה. אולם הנקודה גורסת, עם מהירות כוכב, אתה יכול לחשב כל מסת פנים. ועם מהירות של מספר כוכבים אתה בוודאי מדויק יותר. הצוות מצא כי החומר האפל בגלקסיה שלנו שוקל פי 800 מיליארד ממסת השמש, מחצית מההערכות הקודמות.
"הרעיון הנוכחי של היווצרות גלקסיה והתפתחות ... צופה שצריכים להיות קומץ של גלקסיות לוויין גדולות סביב שביל החלב שנראות לעין בלתי מזוינת, אבל אנחנו לא רואים את זה," אמר קפל בהודעת חדשות. בדרך כלל זה מכונה בעיית הלוויינים החסרים, והוא התחמק מאסטרונומים במשך שנים.
"כשאתה משתמש במדידה שלנו על מסת החומר האפל, התיאוריה חוזה שצריכות להיות שם רק שלוש גלקסיות לוויין שם, וזה בדיוק מה שאנחנו רואים; הענן המגלני הגדול, הענן המגלני הקטן וגלקסיית הגמדים של קשת ", אמר קפל.
המדידות החדשות הללו עשויות להוכיח כי שביל החלב הוא לא ממש האסטרונומים הרווקים. הם גם עוזרים להסביר מדוע יש כל כך מעט גלקסיות לוויין במסלול. אך תחילה יהיה צורך לאשר את התוצאות כאשר הן עומדות כנגד דרכים רבות אחרות לשקלול החומר האפל בגלקסיה שלנו.
התוצאות פורסמו בכתב העת Astrophysical והן זמינות ברשת.
