من المحتمل ألا تكون أشعة جاما 'الزائدة' علامة على وجود مادة مظلمة على الإطلاق

فائض أشعة جاما: مادة مظلمة أم نجوم نابضة؟

توصلت دراسة جديدة إلى أن وجود فائض من أشعة غاما القادمة من مركز مجرة ​​درب التبانة يرجع على الأرجح إلى مجموعة من النجوم النيوترونية سريعة الدوران والكثيفة للغاية والممغنطة للغاية ، والتي تسمى النجوم النابضة. (رصيد الصورة: NASA / CXC / University of Massachusetts / D. Wang et al. ؛ جريج ستيوارت / مختبر المسرع الوطني SLAC)



قد يكون هناك دليل واعد حول طبيعة المادة المظلمة المراوغة قد جفت للتو.



تشير دراسة جديدة إلى أن وفرة غامضة من أشعة غاما - الضوء الأعلى طاقة في الكون - في مركز مجرة ​​درب التبانة من المحتمل أن تنتج عن طريق جثث نجمية سريعة الدوران تسمى النجوم النابضة ، بدلاً من أجزاء من المادة المظلمة التي تصطدم ببعضها البعض. .

قال المؤلف المشارك ماتيا دي مورو ، من معهد كافلي للفيزياء الفلكية وعلم الكونيات (KIPAC) في كاليفورنيا ، في بيان: `` تظهر دراستنا أننا لسنا بحاجة إلى المادة المظلمة لفهم انبعاثات أشعة غاما لمجرتنا. [ البحث عن المادة المظلمة: الصور والصور ]



أضاف دي ماورو ، الذي قاد تحليل Fermi LAT Collaboration: 'بدلاً من ذلك ، حددنا مجموعة من النجوم النابضة في المنطقة المحيطة بمركز المجرة ، مما يلقي ضوءًا جديدًا على تاريخ تكوين مجرة ​​درب التبانة'. هذه مجموعة من الباحثين الذين استخدموا تلسكوب المنطقة الكبيرة على تلسكوب فيرمي الفضائي لأشعة غاما التابع لناسا لدراسة توهج أشعة جاما في المجرة.

السماء في أشعة جاما مع طاقات أكبر من 1 جيجا إلكترون فولت ، استنادًا إلى ثماني سنوات من البيانات من تلسكوب المنطقة الكبيرة على تلسكوب فيرمي لأشعة جاما الفضائي التابع لناسا.

السماء في أشعة جاما مع طاقات أكبر من 1 جيجا إلكترون فولت ، بناءً على ثماني سنوات من البيانات من تلسكوب المنطقة الكبيرة على تلسكوب فيرمي لأشعة جاما الفضائي التابع لناسا.(رصيد الصورة: NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration)

البحث عن المادة المظلمة



يعرف علماء الفلك المزيد عن ماهية المادة المظلمة أكثر مما هي عليه في الواقع. تعرف على ما يعرفه العلماء عن المادة المظلمة في مخطط المعلومات هذا من موقع demokratija.eu.

يعرف علماء الفلك المزيد عن ماهية المادة المظلمة أكثر مما هي عليه في الواقع. تعرف على ما يعرفه العلماء عن المادة المظلمة في مخطط المعلومات هذا من موقع demokratija.eu .(رصيد الصورة: كارل تيت ، فنان الرسوم البيانية في موقع demokratija.eu)

على الرغم من أن المادة المظلمة على ما يبدو لا تنبعث منها ولا تمتص الضوء (ومن هنا جاءت تسميتها) ، يعرف علماء الفلك أن هذه المادة موجودة ؛ لقد لاحظوا تأثير جاذبيته على المادة 'الطبيعية' التي يمكننا رؤيتها ولمسها. في الواقع ، يشير هذا العمل إلى أن المادة المظلمة تشكل حوالي 85٪ من الكون المادي.



ومع ذلك ، لا يزال العلماء لا يعرفون ما هي الأشياء الغامضة. تقول إحدى الفرضيات الرئيسية أن المادة المظلمة تتكون في الغالب من ضعف التفاعل الجسيمات الضخمة (WIMPs). يعتقد علماء الفيزياء النظرية أن WIMPs تولد أشعة جاما عندما تتفاعل مع بعضها البعض ، إما عن طريق الفناء المباشر أو إنتاج جسيم ثانوي سريع التحلل.

لذلك كان من المثير ، منذ عدة سنوات ، أن اكتشف فيرمي 'فائضًا' من أشعة غاما بالقرب من قلب مجرة ​​درب التبانة ، والتي قال علماء الفلك إنه لا يمكن تفسيرها من خلال المصادر التقليدية مثل النجوم النابضة. يبدو أن عملية الإزالة تشير إلى أن المادة المظلمة - في شكل WIMPs - كانت مسؤولة.

أكد الباحثون الذين يقفون وراء مثل هذه الدراسات في ذلك الوقت أن هذا التفسير كان مؤقتًا ويحتاج إلى دعم من خلال ملاحظات أخرى.

النجوم النابضة الجاني؟

مثل هذا التأكيد لم يتحقق بعد.

`` أظهرت دراستان حديثتان أجراهما فريقان في الولايات المتحدة وهولندا أن فائض أشعة غاما في مركز المجرة مرقط ، وليس سلسًا كما نتوقع لإشارة المادة المظلمة ، '' هكذا قال إريك تشارلز من KIPAC ، الذي ساهم في التحليل الجديد. ، قال في نفس البيان .

وأضاف تشارلز: 'تشير هذه النتائج إلى أن البقع قد تكون بسبب مصادر نقطية لا يمكننا رؤيتها كمصادر فردية مع LAT لأن كثافة مصادر أشعة غاما عالية جدًا والتوهج المنتشر يكون أكثر سطوعًا في مركز المجرة'.

تدعم الدراسة الجديدة هذه الفكرة أيضًا ، حيث تربط الإشارة المرقطة بالنجوم النابضة.

قال دي ماورو: 'بالنظر إلى أن حوالي 70 بالمائة من جميع مصادر نقطة [أشعة جاما] في مجرة ​​درب التبانة هي نجوم نابضة ، فقد كانوا المرشحين الأكثر ترجيحًا'. لكننا استخدمنا إحدى خصائصها الفيزيائية للوصول إلى استنتاجنا. النجوم النابضة لها أطياف مميزة للغاية - أي أن انبعاثاتها تختلف بطريقة معينة مع طاقة أشعة غاما التي تنبعث منها. باستخدام شكل هذه الأطياف ، تمكنا من نمذجة توهج مركز المجرة بشكل صحيح مع مجموعة من حوالي 1000 نجم نابض وبدون إدخال عمليات تنطوي على جسيمات المادة المظلمة.

قال أعضاء فريق الدراسة إن هناك أسبابًا أخرى للشك في أن فائض أشعة جاما ينتج عن المادة المظلمة.

وقال سيث ديجل ، رئيس مجموعة فيرمي التابعة لـ KIPAC ، في نفس البيان: 'إذا كانت الإشارة ناتجة عن مادة مظلمة ، فإننا نتوقع رؤيتها أيضًا في مراكز المجرات الأخرى'. يجب أن تكون الإشارة واضحة بشكل خاص في المجرات القزمة التي تدور حول درب التبانة. تحتوي هذه المجرات على عدد قليل جدًا من النجوم ، وعادةً لا تحتوي على نجوم نابضة ويتم تجميعها معًا لأن لديها الكثير من المادة المظلمة. ومع ذلك ، لا نرى أي انبعاثات كبيرة لأشعة غاما منها.

يخطط الفريق لمراقبة مركز مجرة ​​درب التبانة باستخدام التلسكوبات الراديوية ، في محاولة لتحديد ما إذا كانت المصادر النقطية هناك تبعث ضوءها على شكل نبضات ، كما يبدو أن النجوم النابضة تفعل ذلك. (هذا مجرد وهم ، على أية حال ، فالنجوم النابضة تبعث أشعة ضوئية باستمرار في اتجاهات متعاكسة ؛ ويبدو الضوء وكأنه يومض لأن النجوم النابضة تدور ، وبالتالي فإن حزمها لا تشير دائمًا إلى الأرض).

تم تقديم الدراسة الجديدة إلى مجلة الفيزياء الفلكية. يمكنك قراءتها مجانًا على الإنترنت موقع ما قبل الطباعة arXiv.org .

تابع مايك وول على تويتر تضمين التغريدة و + Google . تابعنا تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك أو + Google . نُشر في الأصل في موقع demokratija.eu .