מאמר חדש שהוצג בכנס האגודה האמריקנית לאסטרונומיה השבוע, מבטיח להאיר מעט אור, כביכול, על המרדף אחר חומר אפל בגלקסיות בודדות. המודל הנוכחי של חומר אפל קר ביקום הוא מוצלח ביותר בכל מה שקשור למיפוי החומר המסתורי בסולמות גדולים, אך לא במאזניים גלקטיים ותת-גלקטיים. מוקדם יותר היום, ד"ר סוקניה צ'קרברטי מאוניברסיטת פלורידה האטלנטית תיארה דרך חדשה למפות חומר אפל על ידי התבוננות באדוות בדיסקי המימן של גלקסיות גדולות. עבודתה עשויה סוף סוף לאפשר לאסטרונומים להשתמש בתצפיות שלהם על חומר רגיל כדי לחקור את התפלגות החומר האפל בקנה מידה קטן יותר.
גלקסיות ספירליות מורכבות בדרך כלל מדיסק, העשוי מחומר רגיל (בריוני) ומכיל את הבליטה המרכזית והזרועות הספירליות, והילה, המקיפה את הדיסק ומכילה חומר אפל. בשנים האחרונות נערכו סקרים כמו THINGS (שנערכו על ידי המערך הגדול מאוד של NRAO) כדי לנתח את התפלגות המימן בדיסקים הגלקטיים הסמוכים. בשנה שעברה השתמש ד"ר צ'קרברטי בסקרים מסוג זה כדי לחקור את האופן שבו גלקסיות לוויין קטנות משפיעות על הדיסקים של גלקסיות גדולות יותר כמו M51, גלקסיית המערבולת. אבל הפרס האמיתי טמון בחקירת מה שאסטרונומים לא יכולים לראות. צ'קרבארטי ציין, "מאז שנות ה -70 ידענו מהתצפיות על עקומות סיבוב שטוחות שלגלקסיות יש הילות של חומר אפל מסיבי, אבל יש מעט מאוד בדיקות שמאפשרות לנו להבין כיצד היא מופצת." כעת היא הרחיבה את המחקר שלה כדי לעשות בדיוק את זה.
אסטרונומים מאמינים כי התפלגות הצפיפות של חומר אפל נשענת על פרמטר שנקרא שלו רדיוס בקנה מידה. כפי שמתברר, שינוי פרמטר זה משפיע באופן ניכר על צורת דיסק המימן של הגלקסיה כאשר מתבוננים השפעות של גלקסיות גמדיות חולפות.
"אדוות בדיסות הגז החיצוניות משמשות לפעולה כמראה של התפלגות החומר האפל הבסיסי," אמר צ'קרברטי. על ידי שינוי רדיוס הסולם של הילה החומר האפל של M51, צ'קרברטי הצליח לראות כיצד הוא ישפיע על צורתו והתפוצה של מימן אטומי בדיסק שלו. היא גילתה כי רדיוסים בקנה מידה גדול מולידים גלקסיות עם הילה של חומר אפל ההולך ומתפזר בהדרגה ככל שהוא נמשך לאורך הדיסק. זה גורם לעטוף של המימן בדיסק סביב הבליטה המרכזית של הגלקסיה. לעומת זאת, לרדיוסים בקנה מידה קטן יש פרופילי צפיפות שנופלים בצורה תלולה הרבה יותר.
"פרופילי צפיפות תלולים יעילים יותר לאחוז ב"חומר" שלהם, "הסביר צ'קרברטי," ולכן יש להם תוכנית ספירלה עטופה בצורה הרבה יותר מהודקת. "
מפת צ'קרברטי של התפלגות החומר האפל בהילה של M51 עולה בקנה אחד עם מודלים תיאורטיים קיימים, מה שמוביל אותה להאמין ששיטה זו עשויה להיות שימושית ביותר עבור אסטרונומים המנסים לחקור את החומר החמקמק, הבלתי נראה, המהווה כמעט רבע מהיקום שלנו . הדפסה מקדימה של העיתון שלה זמינה ב- ArXiv.
