آیا ممکن است کهکشانی کاملا از ماده تاریک تشکیل شده باشد؟

پژوهشگران در سال ۲۰۱۶ از کشف کهکشانی خبر دادند که تقریبا به‌طور کامل از ماده‌ی تاریک تشکیل شده است و تقریبا هیچ ستاره‌ای در آن وجود ندارد. حالا با بررسی‌های بیشتر، این ادعا زیر سؤال رفته است. کهکشان موسوم به «دراگن فلای ۴۴» (DF44)، متعلق به دسته‌ای از اجرام اسرارآمیز به‌نام کهکشان‌های اولترا دیفیوز (UDG) است. پژوهشگرها از دهه‌ی ۱۹۸۰ نظریه‌های مختلفی درباره‌ی این اجرام ارائه دادند. آیا این اجرام تاریک و وسیع مانند کهکشان‌های کوتوله جرم کمی دارند یا مانند راه شیری سنگین هستند؟ این اجرام به دو دلیل دیده نمی‌شوند؛ هیچ ستاره‌ای ندارند و بخش زیادی از جرم آن‌ها از ماده‌ی تاریک تشکیل شده است. دانشمندان در مقاله‌ای که در مجله‌ی Astrophysical منتشر کردند، DF44 را یکی از کهکشان‌های تاریک با ماده‌ی تاریک فراوان و تعداد اندکی ستاره توصیف کردند. آن‌ها جرم این کهکشان را تخمین زدند و به این نتیجه رسیدند که ۹۸ درصد آن از ماده‌ی تاریک تشکیل شده است.

اما بر اساس تحلیل جدیدی که در تاریخ ۸ اکتبر در مجله‌ی Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شد، پژوهش قبلی اشتباه است. پژوهشگران در سال ۲۰۱۶ فرض کردند بخش زیادی از جرم در هاله‌ای از ماده‌ی تاریک قرار دارد؛ اما در پژوهش جدید جرم کلی DF44 بسیار پائین‌تر از تخمین‌های قبلی است و درنتیجه، DF44 یکی از کهکشان‌های کوتوله‌ی کم‌جرم با درصد نرمالی از ماده‌ی تاریک است.

DF44 تقریبا ۳۶۰ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد؛ درنتیجه ستاره‌شناسان نمی‌توانند به‌صورت مستقیم به اندازه‌گیری جرم آن بپردازند و به همین دلیل به واسطه‌ها تکیه می‌کنند. شاخصه‌هایی مثل سرعت اجرام کهکشان می‌توانند اطلاعاتی درباره‌ی جرم کهکشان بدهند.

پژوهشگران در سال ۲۰۱۶ مدعی شدند DF44 دارای هاله‌ی بزرگی است؛ زیرا خوشه‌های کروی آن با سرعت بالایی به دور مرکز کهکشان می‌چرخند. خوشه‌های کروی گروه‌هایی حبابی از ستاره‌ها هستند که اطراف کهکشان‌ها انباشته شده‌اند؛ اما در سال ۲۰۱۹ مشخص شد این اندازه‌گیری‌ها اشتباه‌ بودند.

بااین‌حال پژوهشگرها مدعی بودند که DF44 توده‌ی بزرگی از ماده‌ی تاریک است؛ به همین دلیل به ‌نظر می‌رسید این کهکشان میزبان تعداد زیادی خوشه‌ی کروی است. به‌گفته‌یتیمور سیف‌اللهی از دانشگاه گرونینگن هلند و رهبر پژوهش جدید، به مرور زمان پژوهشگرها به رابطه‌ی عمومی بین خوشه‌های کروی در یک کهکشان و جرم آن پی بردند.

اما سیف‌‌اللهی و همکاران او محاسبات خود را انجام دادند و به رقمی بسیار کمتر از خوشه‌های کروی رسیدند: ۲۰. طبق این آمار، DF44 صرفا کهکشانی کوتوله با جرم نرمال است. به گفته‌ی سیف‌اللهی، دستیابی به نتایج متفاوت بین دو تیم عجیب نیست؛ اما چرا چنین تفاوت بزرگی در تخمین‌ها به دست آمد؟ سیف‌اللهی می‌گوید:

پژوهش در این زمینه صرفا نگاه کردن و شمردن نیست. در تصاویر انواع اجرام نجومی دیده می‌شوند و تمام آن‌ها خوشه‌های کروی نیستند. برخی از آن‌ها صرفا ستاره‌هایی هستند که بین ما و کهکشان مدنظر قرار گرفتند و برخی دیگر، اجرام دوردستی هستند که کوچک به‌ نظر می‌رسند.

همیشه مقداری عدم قطعیت و ابهام در محاسبه‌ی اجرام آسمانی وجود دارد. تفاوت کلیدی بین تحلیل ۲۰۱۷ و تحلیل ۲۰۲۰، موقعیت مکانی خوشه‌های کروی DF44 است. پژوهشگران تیم ۲۰۱۷ بر اساس ارقام استاندارد مرتبط با کهکشان‌های کوتوله، فاصله‌ی خوشه‌ها از مرکز کهکشان را حدس زدند و سپس به بررسی کاندید‌ها در آن نواحی پرداختند.

از طرفی پژوهشگران تحلیل ۲۰۲۰، درواقع میزان توسعه‌ی خوشه‌ها از مرکز کهکشان را محاسبه کردند و متوجه شدند کره‌های ستاره‌ای در فاصله‌ی نزدیک‌تری نسبت به مرکز DF44 قرار دارند و با شمار خوشه‌های احتمالی در نواحی کوچک‌تر، به تعداد کمتری دست یافتند. سیف‌اللهی می‌گوید در پژوهش‌های آینده نباید صرف بر فرضیه‌های استاندارد درباره‌ی خوشه‌های کروی تکیه کرد. او و همکارانش به‌ دنبال بررسی دقیق‌تر UDG-های دیگری هستند که تعداد بیشتری خوشه‌ی کروی دارند.