جریان مرموز پرتو گاما از مرکز کهکشان راه شیری
یک جریان مرموز از پرتو گاما از مرکز کهکشان راه شیری میآید که این پرسش را در ذهن ستارهشناسان به وجود آورده که آیا ماده تاریک میتواند ارتباطی با آن داشته باشد؟
یکی از داغترین و بحثبرانگیزترین اسرار نجوم، قرار است ادامه یابد، زیرا تحقیقات جدید نمیتواند ماده تاریک خودنابودگر را به عنوان منبع انتشار پرتو گاما از قلب کهکشان راه شیری رد کند.
این نور پرانرژی که به عنوان «مازاد مرکز کهکشانی» شناخته میشود، یک تابش کروی پرتو گاما است که هزاران سال نوری از هسته کهکشان ما امتداد دارد و بیش از یک دهه است که محققان را گیج کرده است.
در حالی که چندین توضیح احتمالی برای «مازاد مرکز کهکشانی» ارائه شده است، از جمله جمعیتی از ستارههای نوترونی با چرخش سریع به نام تپاخترها، یکی از رایجترین آنها نوع خاصی از ذره ماده تاریک بوده است.
ماده تاریک، ماده مرموزی است که ۸۵ درصد از ماده در جهان را تشکیل میدهد. این ماده عملاً نامرئی است، زیرا با نور یا «ماده معمولی» متشکل از اتمها برهمکنش ندارد. این واقعیت منجر به ارائه ذرات کاندید ماده تاریک زیادی شده است، از جمله برخی که خود را نابود میکنند. این شبیه به اتفاقی است که هنگام برخورد یک الکترون با همتای پادماده خود یا پوزیترون رخ میدهد. این دو یکدیگر را نابود میکنند و انرژی را در کیهان آزاد میکنند.
برای ماده تاریک خود نابودگر، این ذرات، پادذره خودشان خواهند بود، به این معنی که وقتی با هم تعامل میکنند، نابود شده و انرژی را به صورت پرتوهای گاما آزاد میکنند.
با توجه به اینکه ماده تاریک با نسبت پنج به یک از ماده معمولی سنگینتر است، میتوان انتظار داشت که این نابودی به طور مداوم در حال وقوع باشد و کیهان را با پرتوهای گاما پر کند، اما ماده تاریک در این مدل به ندرت با خودش تعامل دارد.
بنابراین، نابودی ماده تاریک تنها زمانی یک عامل است که این ماده مرموز به طور متراکم در منطقهای مانند قلب یک کهکشان خوشهبندی شده باشد.
متاسفانه، بررسی قلب کهکشان راه شیری واقعاً چالش برانگیز است.
فلوریان لیست(Florian List)، عضو این تیم تحقیقاتی و محقق دانشگاه وین در بیانیهای گفت: تفسیر این سیگنال به ویژه دشوار است، زیرا مرکز کهکشانی منطقهای فوقالعاده روشن و شلوغ از آسمان پرتو گاما است.
فلوریان و همکارانش برای بررسی اینکه آیا ماده تاریکِ در حال نابودی واقعاً میتواند دلیل پدیده «مازاد مرکز کهکشانی» باشد، به فناوری یادگیری ماشین که بر روی بیش از یک میلیون مشاهده شبیهسازی شده پرتو گاما آموزش دیده بود، روی آوردند.
رویکردهای مشابه قبلی به منابع نوری نسبتاً روشن و حل نشده به عنوان منبع بالقوه «مازاد مرکز کهکشانی» اشاره داشتند. با این حال، این پژوهش جدید نشان داد که این منابع نقطهای، از جمله تپاخترها، بسیار کمنور خواهند بود و این خبر خوبی برای دانشمندانی است که طرفدار پدیده «مازاد مرکز کهکشانی» هستند.
به این دلیل که در حالی که تحقیقات قبلی نشان داده بود که تنها چند صد تپاختر میتواند برای توجیه پدیده «مازاد مرکز کهکشانی» کافی باشد، این یافتهها نشان میدهد که جمعیت تپاخترها در قلب کهکشان راه شیری باید بیش از ۳۵ هزار عدد باشد.
نیک راد(Nick Rodd)، یکی از اعضای این تیم تحقیقاتی و دانشمند آزمایشگاه ملی «لارنس برکلی» گفت: تجزیه و تحلیل جدید ما نشان میدهد که این منابع باید آنقدر کمنور باشند که تقریباً از انتشار مورد انتظار از ماده تاریک در حال نابودی غیرقابل تشخیص باشند.
در حالی که این پژوهش ممکن است ماده تاریک را به عنوان یک توضیح قابل قبول در بازی نگه دارد، اما به هیچ وجه نابودی این ماده مرموز را به عنوان منبع پدیده «مازاد مرکز کهکشانی» تأیید نمیکند.
فلوریان میگوید: منشأ مازاد مرکز کهکشانی یکی از طولانیترین بحثها در اخترفیزیک است. کار ما نشان نمیدهد که ماده تاریک مسئول این سیگنال است. با این حال، نشان میدهد که هنوز برای رد این احتمال خیلی زود است.
تحقیقات این تیم به تازگی در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.
نظر شما