تأتينا طائفة من البراهين على وجود المادة المعتمة من أقراص المجرات، كما في مجرة درب التبانة أو مجرة أندروميدا فهذه المجرات تتكون – في المقام بانة أو مدى ) الأول من نجوم، بيد أنها تحتوى أيضا على سحب بين النجوم من الهيدروجين المحايد (HI) . وهذه السحب، وهي في حد ذاتها جزء ضئيل من الكتلة الكلية، تفيدنا في ترسم الحركة المدارية ويمكن لعلماء الفلك الراديوي أن يرصدوا الهيدروجين المحايد HI عن طريق خط انبعاث من الكيانات فائقة الصغر 21 سم (1420) ميجا هيرتز) عند أنصاف أقطار تتخطى كثيرا حدود القرص الذي يمكن رصده ضوئيا. وهذا الغاز الشارد عن محل إقامته واقع في مستوى القرص. ولو أن طبقة السحب الخارجية من الهيدروجين المحايد قد تأثرت بالشد الجذبوي حتى يمكننا أن نراه لهبطت سرعاتها بمعدل يتناسب تقريبا مع الجذر التربيعي للمسافة خارج الحدود الضوئية للمجرة، ولتحركت الطبقة الخارجية من الغاز بسرعة أبطأ، تماما مثلما يدور نبتون وبلوتو حول الشمس بسرعة أبطأ من سرعة دوران الأرض. ومن ثم فإن منحنيات الدوران هذه تتطلب وجود ومرئية تحيط بالمجرة مثل الحال مع مجرتنا تماما. وبالمثل لو أن بلوتو كان يدور بنفس سرعة الأرض لاستنتجنا وجود قشرة معتمة من المادة خارج مدار الأرض ولكن داخل مدار بلوتو . (شكل1) إن دليلا إضافيا على وجود "المادة المعتمة" في نطاق مجرتنا يأتى من مدارات التجمعات الكروية الشاردة عن موضعها ومن مجرات التوابع القزمية. وبمقدور علماء الفلك أن يستشعروا - بالأشعة السينية - الانبعاثات من الغاز الساخن في باطن المجرات ويحددوا نموذج تغير كثافته ودرجة حرارته. وبافتراض أن هذا الغاز مقيد ومحكوم بالجاذبية فبالمقدور استنتاج مدى عمق بئر مجال الجاذبية وامتداده. ويدعم خط هذه المقولة ما نجده من أن كلا المجرات القرصية والإهليلجية لديها هالات قائمة ممتدة، تنخفض كثافتها خارج باطن يصل نصف قطره إلى عدة آلاف ،بارسك، بمعدل يتناسب عكسيا مع مربع نصف القطر تقريبا وهو القانون الذي تتبعه كرة ذات درجة حرارة ثابتة وطبقا لهذا القانون فالكتلة المتضمنة داخل نصف قطر نق تتناسب مع نق مرفوعة للأس عند أنصاف الأقطار الكبيرة .

الشكل 1

معدل الدوران بوصفه دالة فى نصف قطر المجرة (NGC3196). الخط السفلى المرقوم بالقرص يشير إلى الدوران المتوقع لو كانت الكتلة متناسبة مع الضوء الذى يتناقص معدله بسرعة خارج البعد 10 كيلو بارسك. عند أنصاف الأقطار الأكبر يتعين أن تقوم هالة قاتمة بدور كتلة المادية المسيطرة بحيث يعطى التأثيران معا (مضروبين في  منحنى الدوران المسطح تقريبا) وكما نقيسه.

(من بيجيمان ك.ج - 1989 - مجلة الفلك والفيزياء الفلكية العدد 223- ص 47)

مواضيع ذات صلة

المسافة إلى الشمس

النجوم خفيفة الكتلة وبقيات الأجرام فائقة الكتلة

مجموعات المجرات وتجمهراتها

أبعاد المجرات، بوصفها حالة خاصة

تاريخ ما قبل المجرات

مكانة افتراضية الانفجار الأعظم الساخن

ما المجرات ؟

الأجرام ذات الانزياح الطيفى العالى صوب الأحمر

إلى أي مدى يصل التجانس في تركيب الكون على المقياس الكوني

تقدير المسافات في الفضاء الكوني

مراحل تطور الانفجار

تاريخ الانفجار العظيم