قدم فريق بحث دولي بقيادة Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam في ألمانيا دليلاً جديداً يدعم وجود المادة المظلمة من خلال دراسة حركة النجوم في 12 من أصغر وأخفت المجرات القزمة في الكون، موجهاً تحدياً قوياً لنظرية «الديناميكا النيوتونية المعدلة» (Modified Newtonian Dynamics).

استخدم الفريق مرفق الحوسبة الفائقة الوطني البريطاني DiRAC لإجراء محاكاة متقدمة، وقارنوا بين البيانات الرصدية وتوقعات كل من نموذج المادة المظلمة ونظرية الديناميكا النيوتونية المعدلة. أظهرت النتائج أن الحقل الثقالي داخل هذه المجرات القزمة لا يمكن تفسيره بالكتلة المرئية فقط.

قالت الباحثة الرئيسية في الدراسة، الدكتوراه ماريانا جوليو (Marianna Giuliu) من Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam: «كلاً من الملاحظات ومحاكيات EDGE التي أجريناها تُظهر أن الحقل الثقالي لا يمكن أن يتحدد بالمادة المرئية وحدها، وهو ما يتعارض مع توقعات قوانين الجاذبية المعدلة».

كما شككت الدراسة في «العلاقة التسارعية الشعاعية» (Radial Acceleration Relation) التي طال أمدها. واكتشف الباحثون أن العلاقة البسيطة بين كمية المادة المرئية وقوة الجاذبية تبدأ في الانهيار في أصغر المجرات القزمة.

أوضح الدكتور مارسيل بافلوفسكي (Marcel Pawlowski)، أحد المؤلفين المشاركين: «نتائجنا تؤكد التخمينات السابقة بأن حركة النجوم في المجرات القزمة لا تتوافق مع ما هو متوقّع عند تعميم العلاقة التسارعية الشعاعية على هذه الأنظمة الصغيرة؛ بل تُظهر تسارعاً أكبر».

أضاف البروفيسور جوستين ريد (Justin Read) من جامعة Surrey: «البيانات والنمذجة الجديدة مكّنتنا من رسم خرائط للحقول الثقالية على مقاييس أصغر من أي وقت مضى. إذا كانت هذه المجرات محاطة بهالة من المادة المظلمة غير المرئية، فإن النتائج تُفسر بسهولة».

توفر هذه الملاحظات اتجاهاً جديداً لأبحاث المادة المظلمة، وتضيّق المجال أمام التفسيرات البديلة رغم أنها لم تكشف بعد عن التركيب الدقيق للمادة المظلمة.

نُشرت النتائج في مجلة Astronomy & Astrophysics وقُدمت مسبقاً على منصة arXiv. وسيواصل مراقبة المجرات القزمة الأكثر خفوتاً دفع البحث نحو فهم جوهر المادة المظلمة.