قد تكون أشعة جاما الصادرة من مركز المجرة عبارة عن إشارات لجسيمات ضوئية، والتي قد تكون مادة مظلمة.
فيليب بول، الطبيعة (ترجمة: ديكلا أورين)
يدعي علماء الفيزياء الفلكية أن انفجارات أشعة جاما من مركز المجرة قد تكون علامة على المادة المظلمة الغامضة. تدعم أشعة جاما نظرية غريبة حول طبيعة المادة المظلمة. تدعي النظرية أنها تتكون من جزيئات خفيفة للغاية.
يعرف الفيزيائيون أن جزءًا كبيرًا من الكتلة في الكون ليس الأشياء التي يمكننا رؤيتها، مثل النجوم والكواكب. قد تحتوي المجرات المشابهة لمجرتنا على عشرة أضعاف كمية المادة المظلمة الموجودة في المادة العادية.
هناك فكرة شائعة تدعي أن المادة المظلمة "المفقودة" تتكون من جسيمات دون ذرية غير معروفة أثقل بكثير من الذرات العادية، ولكن ليس لها أي تفاعل مع المادة العادية باستثناء الجاذبية. يطلق عليها اسم "الجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل" أو اختصارًا WIMPS (الجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل).
تعتقد سيلين بوهم من جامعة أكسفورد في إنجلترا وزملاؤها أنه ليس من الضروري أن تكون جسيمات المادة المظلمة ضخمة جدًا. وبدلاً من ذلك، يعتقدون أن هذه الجسيمات قد تكون أخف بعشرة إلى عشرة آلاف مرة من ذرة الهيدروجين.
وتأتي أدلتهم من البيانات التي جمعها القمر الصناعي INTEGRAL التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، والذي يقوم بمسح السماء بحثًا عن أشعة جاما. ورسم القمر الصناعي خريطة للمصادر الكونية لأشعة جاما بطاقة تبلغ 511,000 ألف إلكترون فولت (511 كيلو إلكترون فولت). تكون أشعة جاما هذه أكثر نشاطًا بحوالي 200,000 مرة من أشعة الضوء المرئية. وتتشكل عندما تتأين الإلكترونات وجسيماتها المضادة البوزيترونات بعضها البعض.
وفي يناير الماضي، أعلن فريق إنتجرال أن أشعة جاما تمتلك طاقة تبلغ 511 كيلو إلكترون فولت، وتتوزع مصادرها بالتساوي في منطقة الانتفاخ المركزي لمجرتنا.
ومن المثير للاهتمام أن الملاحظات الأخرى لتأثير الكتلة المفقودة على المدارات النجمية تشير إلى أن المادة المظلمة تتركز أيضًا في الانتفاخ المركزي لمجرتنا.
يدعي فريق بوم أنه إذا كانت المادة المظلمة تتكون من جسيمات منخفضة الكتلة، فيمكن لهذه الجسيمات إنشاء إلكترونات وبوزيترونات في تصادمات مع المادة المضادة. عندما تصطدم الإلكترونات والبوزيترونات، يتم إنشاء أشعة جاما.
وقام الباحثون بحساب عدد الجزيئات اللازمة لإنتاج أشعة جاما ذات طاقة 511 كيلو إلكترون فولت، والتي رآها التكامل. ووجدوا أن الرقم يتطابق مع الكمية المقدرة للمادة المظلمة في مجرتنا. يقول بوم: "تبدو الأرقام معقولة جدًا". يعرض الفريق عملهم في العدد الحالي من رسائل المراجعة الفيزيائية.
يقول يورغن كنودلسيدر، عالم فلك أشعة جاما في مركز الدراسات الفضائية في تولوز بفرنسا، والذي استخدم معلومات من التكامل: "سيكون الأمر مثيرًا للغاية، إذا تبين أن ما يقولونه صحيح".
ومع ذلك، يحذر كنودلسيدر من أنه ليس من الواضح بعد ما إذا كانت نظرية بوم حول المادة المظلمة ضرورية أم لا. قد يكون مصدر البوزيترونات عبارة عن نجوم متفجرة، تسمى المستعرات الأعظم، وليس جسيمات غريبة. ويقول: "لا تزال المستعرات الأعظم هي المصدر الأكثر احتمالا لأشعة جاما".
ويشير إلى أن القياسات الدقيقة لتشتت أشعة جاما ذات طاقة تبلغ 511 كيلو إلكترون فولت ستساعد الباحثين على تحديد ما إذا كانت تنشأ من المادة المظلمة أو النجوم المتفجرة.
