يقترح باحثون من المملكة المتحدة وهاواي لأول مرة وجود أجسام دون نجمية تعمل بالمادة المظلمة، وهو ما قد يلقي الضوء على أحد أعظم الألغاز في علم الكونيات الحديث.
يقترح الباحثون: أنه من الممكن أن تكون الأجرام السماوية غير المرئية، والتي تسمى الأقزام المظلمة، الكامنة في قلب مجرة درب التبانة. قد تُلقي الضوء على أحد أهم الأسئلة في الفيزياء الحديثة: ما هي المادة المظلمة؟
تم نشر المقال في المجلة مجلة علم الكونيات والفيزياء الفلكيةمؤلفو البحث هم فريق من العلماء من هاواي والمملكة المتحدة. يقترحون طريقةً لاختبار وجود الأقزام المظلمة باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي.
لا يُشير اسم "القزم المظلم" إلى جسم مظلم، بل على العكس، فهو مضيء بحد ذاته. ويعود اسمه إلى ارتباطه بالمادة المظلمة.
وفقًا للأستاذ جيريمي سيكستين من جامعة هاواي: "نعتقد أن حوالي 25% من الكون يتكون من مادة لا تصدر ضوءًا. لا نراها إلا من خلال تأثيرها التجاذبي. ولهذا السبب تُسمى المادة المظلمة".
لا يزال العلماء يجهلون ماهية المادة المظلمة تحديدًا. طُرحت نظريات عديدة، لكن لم يُثبت أيٌّ منها.
المادة المظلمة تتكون من جسيمات WIMPS
تزعم إحدى الفرضيات الشائعة أن المادة المظلمة تتكون منWIMP's جسيمات ضخمة تتفاعل بشكل ضعيف مع المادة العادية. لا تُصدر ضوءًا، ولا تنعكس، ولا تستجيب للمجالات المغناطيسية. لكنها تُمارس قوة جاذبية.
إذا دخلت جسيمات WIMPs نجمًا وتراكمت فيه، فقد تصطدم ببعضها البعض. في هذه العملية، تُطلق طاقة تُسخّن النجم. هكذا سيتألق القزم المظلم - بدون اندماج نووي.
الأقزام العادية، المعروفة باسم "الأقزام البنية"، هي نجوم منخفضة الكتلة، غير قادرة على الاندماج النووي. يلمع ضوءها بشكل خافت. ولكن إذا وُجدت في مناطق غنية بالمادة المظلمة - مثل مركز المجرة - فقد تتحول إلى أقزام مظلمة.
كلما زادت المادة المظلمة حول النجم، تراكمت كميات أكبر منها. وكلما تراكمت، زادت الطاقة المنبعثة.
لكن هذا ممكن فقط إذا كانت المادة المظلمة مكونة من جسيمات ضعيفة التفاعل (WIMPs) أو جسيمات مماثلة. أما الجسيمات المرشحة الأخرى، مثل الأكسيونات أو النيوترينوات العقيمة، فهي غير مناسبة لأنها خفيفة جدًا ولا تنتج طاقة عند التحلل.
كيف يمكننا التعرف على القزم المظلم؟
ويقترح الباحثون البحث عن آخر الليثيوم-7.
يحترق هذا الليثيوم ويختفي بسرعة في النجوم العادية. إذا عُثر على جسم يشبه القزم المظلم ولا يزال يحتوي على الليثيوم-7، فسيكون ذلك دليلاً واضحاً على أنه قزم مظلم حقيقي.
يستطيع تلسكوب جيمس ويب الفضائي رصد مثل هذه الأجرام. ومن الممكن أيضًا إجراء تحليل إحصائي لمجموعات الأقزام البنية، ومعرفة ما إذا كانت هناك مجموعة فرعية مميزة - ربما الأقزام المظلمة.
إذا اكتشفنا قزمًا مظلمًا في المستقبل، فماذا سيقول ذلك عن المادة المظلمة؟
وفقا لـ سيكستين:
لن يكون هذا دليلاً قاطعاً، ولكنه دليل قوي على أن المادة المظلمة جسيم ثقيل يتفاعل مع نفسه. وهذا يتوافق مع نماذج الجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل (WIMPs) وغيرها من النماذج الغريبة.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
هل الكون الفارغ في الواقع عبارة عن حساء من جسيمات النيوترينو التي تنبعث من الثقوب السوداء وتملأ الفراغ بين النجوم؟!