רושם של אמן משתי גלקסיות מתנגשות. אשראי תמונה: ESO לחץ להגדלה
חומר אפל הוא חומר מסתורי שנראה כי הוא מהווה 25% ממסת היקום. אסטרונומים אירופיים מדדו את כמות החומר האפל בכמה גלקסיות, ומצאו שחלק גדול מהם לא באיזון; התנועות הפנימיות שלהם מופרעות מאוד. משמעות הדבר היא כי גלקסיות רבות - עד 40% - עברו לאחרונה מיזוגים או התנגשות בקרבת מקום.
צוות בינלאומי של אסטרונומים חקר כמה עשרות גלקסיות רחוקות ומצא כי לגלקסיות כמות זהה של חומר אפל ביחס לכוכבים לפני 6 מיליארד שנה כמו עכשיו. אם יאושר, הדבר מצביע על יחסי גומלין הרבה יותר קרובים בין חומר אפל ונורמלי ממה שהאמינו בעבר. המדענים גילו כי עד 4 מתוך 10 גלקסיות אינן מאוזנות. תוצאות אלה שופכות אור חדש על האופן שבו גלקסיות נוצרות ומתפתחות מאחר והיקום היה רק מחצית גילו הנוכחי.
"זה עשוי לרמוז כי התנגשויות והתמזגות חשובות בהיווצרותן והתפתחותן של גלקסיות", אמר פרנסואה האמר, מצפה הכוכבים של פריז, צרפת ואחד ממנהיגי הצוות.
המדענים התעניינו לברר כיצד גלקסיות המרוחקות - וכך נראו כפי שהיו כשהיקום היה צעיר יותר - התפתחו לאלו הסמוכות. במיוחד רצו לחקור את חשיבות החומר האפל בגלקסיות.
"חומר אפל, המרכיב כ- 25% מהיקום, זו מילה פשוטה לתאר משהו שאנחנו באמת לא מבינים," אמר הקטור פלורס, מנהיג שותף. "מהתבוננות כיצד הגלקסיה מסתובבת, אנו יודעים שחומר אפל חייב להיות נוכח, כי אחרת המבנים הענקיים האלה פשוט יתמוססו."
בגלקסיות סמוכות ובדרך החלב שלנו לצורך העניין, אסטרונומים גילו שקיים קשר בין כמות החומר האפל לכוכבים הרגילים: לכל קילוגרם של חומר בתוך כוכב יש בערך 30 קילוגרם של חומר אפל. אך האם עדיין קיים קשר זה בין חומר אפל ורגיל לעבר היקום?
זה נדרש למדידת המהירות בחלקים שונים של גלקסיות רחוקות, ניסוי מסובך למדי: מדידות קודמות אכן לא הצליחו לחקור את הגלקסיות הללו בפרטים מספיקים, מכיוון שהיו חייבות לבחור חריץ בודד, כלומר כיוון יחיד, על פני הגלקסיה.
הדברים השתנו עם הזמינות של הספקטרוגרף GIRAFFE המרובה-עצמים, שהותקן כעת בטלסקופ יחידת Kueyen בקוטר 8.2 מ 'של הטלסקופ הגדול מאוד של ESO (VLT) במצפה פרנאל (צ'ילה).
במצב אחד, המכונה "ספקטרוסקופיה תלת-ממדית" או "שדה משולב", מכשיר זה יכול להשיג ספקטרומים בו זמנית של אזורים קטנים יותר של עצמים מורחבים כמו גלקסיות או ערפיליות. לשם כך, 15 חבילות סיבים ניתנות לפריסה, מה שנקרא יחידות שדה אינטגרליות (IFU), ראה ESO PR 01/02, משמשים לביצוע מדידות מדוקדקות של גלקסיות רחוקות. כל IFU הוא מערך עדשות דו-ממדי מיקרוסקופי, עדכני, עם צמצם של 3 x 2 arcsec2 בשמיים. זה כמו עין חרק, עם עשרים עדשות מיקרו יחד עם סיבים אופטיים המובילים את האור המוקלט בכל נקודה בשדה לחריץ הכניסה של הספקטרוגרף.
"GIRAFFE ב- VLT של ESO הוא המכשיר היחיד בעולם שמסוגל לנתח בו זמנית את האור שמגיע מ -15 גלקסיות המכסות שדה ראייה כמעט גדול כמו הירח המלא," אמר מתיו פוך, מחבר הראשי של העיתונים המציגים את תוצאות. "כל גלקסיה שנצפתה במצב זה מפוצלת לאזורים קטנים ורצופים שבהם מתקבלים ספקטרום בו זמנית."
האסטרונומים השתמשו ב- GIRAFFE כדי למדוד את שדות המהירות של כמה עשרות גלקסיות רחוקות, מה שהוביל לגילוי המפתיע כי עד 40% מהגלקסיות המרוחקות היו "מחוץ לאיזון" - תנועותיהם הפנימיות היו מופרעות מאוד - סימן אפשרי לכך שהן ועדיין מראה את המשך ההתנגשויות בין גלקסיות.
כאשר הם הגבילו את עצמם רק לאותן הגלקסיות שככל הנראה הגיעו לשיווי משקלן, המדענים גילו כי הקשר בין החומר האפל לתוכן הכוכב לא נראה כי התפתח במהלך 6 המיליארדים האחרונים.
בזכות הרזולוציה הספקטרלית המשובחת שלה, GIRAFFE מאפשרת לראשונה ללמוד את התפלגות הגז כפונקציה של צפיפותו בגלקסיות כה רחוקות. התוצאות המרהיבות ביותר מגלות יצוא אפשרי של גז ואנרגיה המונע על ידי היווצרות הכוכבים העזה בתוך הגלקסיה ואזור ענק של גז חם מאוד (אזור HII) בגלקסיה בשיווי משקל שמייצרת כוכבים רבים.
"אפשר להרחיב טכניקה כזו כדי להשיג מפות של מאפיינים פיסיקליים וכימיים רבים של גלקסיות מרוחקות, מה שמאפשר לנו ללמוד בפירוט כיצד הם הרכיבו את המסה שלהם במהלך כל חייהם", אמר פרנסיס האמר. "במובנים רבים, GIRAFFE ומצב השדה הרב-אינטגרלי שלו נותנים לנו טעם ראשון למה שיושג עם טלסקופים גדולים במיוחד בעתיד."
המקור המקורי: פרסום חדשות ESO
