هل رأى تلسكوب ناسا المادة المظلمة حقًا؟ تثير الانبعاثات الغريبة ادعاءات جريئة، لكن العلماء يحثون على الحذر

وتشير دراسة جديدة إلى أن أ ناسا ربما يكون التلسكوب قد قام بأول ملاحظة على الإطلاق للمادة المظلمة بعيدة المنال، وهي المادة غير المرئية والغامضة التي تشكل معظم المادة في الكون. ومع ذلك، يحذر العلماء، بما في ذلك مؤلف الدراسة، من أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لفهم النتائج.

رصد تلسكوب فيرمي غاما-راي الفضائي التابع لوكالة ناسا، والذي يدرس الأطوال الموجية عالية الطاقة للضوء المعروفة باسم أشعة غاما، انبعاثات في مركز المجرة. درب التبانة التي قد تترافق مع الجزيئات المرتبطة بها المادة المظلمةبحسب الدراسة التي نشرت يوم الثلاثاء (25 نوفمبر) في مجلة مجلة علم الكونيات وفيزياء الجسيمات الفلكية.

“إذا كان هذا صحيحًا، على حد علمي، فستكون هذه هي المرة الأولى التي ترى فيها البشرية المادة المظلمة”. تومونوري توتانيوقال أستاذ علم الفلك بجامعة طوكيو والمؤلف الوحيد للدراسة في أ إفادة.

لكن الدراسة تنبه إلى ضرورة الحصول على تأكيد مستقل لهذه الإشارة، ليس فقط من مجرة ​​درب التبانة، ولكن أيضًا “من الأجسام أو المناطق الأخرى” ذات الخصائص المماثلة. وبالمثل، الفيزيائي النظري شون تولينوقال أستاذ مساعد في الفيزياء وعلم الفلك بجامعة يورك في تورونتو لموقع Live Science إنه يود إجراء تحليل مستقل للعمل لأنها ليست المرة الأولى التي يتم فيها تقديم مثل هذه الادعاءات باستخدام تلسكوب فيرمي.

ومن الأمثلة البارزة “فائض مركز المجرة“، وهو مصدر لضوء أشعة جاما غير مفسر تم اكتشافه باستخدام بيانات فيرمي في عام 2009. وبعد ما يقرب من عقدين من البحث الإضافي، يواصل العلماء مناقشة ما إذا كان الفائض هو نتيجة للمادة المظلمة أو مصادر فلكية أكثر تقليدية، مثل النجوم سريعة الدوران المعروفة باسم النجوم النابضة.

WIMPs في الكون

المادة المظلمة هي مادة غير مضيئة يعتقد أنها تشكل معظم المادة في الكون. وحتى الآن، لم يتم تتبعه إلا من خلال تأثيرات الجاذبية على الأجسام الأخرى. على سبيل المثال، في أ ورقة 1933 مؤثرةصرح عالم الفلك فريتز زويكي أن المجرات البعيدة كانت تتحرك حول بعضها البعض بشكل أسرع مما كان متوقعًا بناءً على المادة المرئية التي يمكن رؤيتها بالتلسكوبات. وقد تم ربط جاذبية المادة المظلمة بالسبب المحتمل.

كانت هناك العديد من النظريات حول ما تتضمنه المادة المظلمة، لكن معظم علماء الفلك اليوم يشيرون إلى أنها مصنوعة من جسيمات دون ذرية. تركز دراسة توتاني على اقتراح جسيمي شائع، وهو جسيمات ضخمة تتفاعل بشكل ضعيف (ويمب).

وتقع WIMPs خارج النطاق المستخدم على نطاق واسع النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات، والذي يوضح بنجاح (في معظمه) كيفية تفاعل وحدات بناء المادة مع بعضها البعض. لكن النموذج لا يأخذ في الاعتبار قوة الجاذبية أو وجود المادة المظلمة، وفقا ل CERN.

وفقًا للبيان، فإن الجسيمات الخاملة (WIMPs) أثقل من البروتونات، ومن الصعب أن تتفاعل الجسيمات الخاملة (WIMPs) مع أنواع أخرى من المادة. ولكن عندما تصطدم جسيمتان WIMP ببعضهما البعض، سيتم تدمير هذه الجسيمات وإطلاق العنان لجسيمات أخرى بقوة أثناء الاصطدام، بما في ذلك فوتونات أشعة جاما.

المادة المظلمة أم لا؟

للبحث عن أشعة جاما المرتبطة باصطدامات WIMP، ركزت العديد من الدراسات على مجموعات من المادة المظلمة، مثل مركز مجرتنا. درب التبانة galaxy. أظهرت البيانات التي تم الحصول عليها من 15 عامًا من الملاحظات باستخدام تلسكوب فيرمي أن أشعة جاما “في بنية تشبه الهالة باتجاه مركز مجرة ​​درب التبانة” والتي “تطابق الشكل المتوقع من هالة المادة المظلمة”.

كانت أشعة جاما هذه نشطة للغاية، حيث تبلغ طاقة الفوتون 20 جيجا إلكترون فولت (20 مليار إلكترون فولت). وفقًا للبيان، فإن هذه الطاقة “تتوافق مع الانبعاثات المتوقعة من إبادة الجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل (WIMPs) الافتراضية”، بالإضافة إلى تكرار إبادة WIMPs.

ومع ذلك، أشار تولين إلى أن الإشارة لا تظهر إلا عند إزالة خلفية “جميع مصادر الفوتونات النشطة القادمة من درب التبانة”، بما في ذلك من مركزها وقرصها. بعض الطاقة الخلفية موجودة أيضًا من “فقاعات فيرمي“- منطقتان ضخمتان من الغاز والأشعة الكونية تلوح في الأفق فوق درب التبانة.

وقال تولين إن جميع الدراسات التي تبحث في مصادر الطاقة من درب التبانة تحتاج إلى وضع نموذج لضوضاء الخلفية ثم طرحها “للكشف عن الإشارة الأساسية”. “ما تستنتجه بالنسبة للإشارة يعتمد بعناية شديدة على ما قمت بطرحه من الخلفية…. هناك خطر التعرض للخداع إذا قمت بطرح شيء ما بشكل غير صحيح.”

وقال تولين إنه بصرف النظر عن الأسئلة المتعلقة بالخلفية، فإن الإشارة يمكن أن تعتمد على نوع جسيم المادة المظلمة الذي تتم مناقشته. “ما يعنيه ذلك هو، ما هو نموذج جسيم المادة المظلمة؟” قال. “ما هي كتلته؟ ما هي خصائصه الأساسية؟ ما هي تفاعلاته المختلفة؟”

ومع ذلك، فإن نموذج الإبادة الخاص بـ WIMP القياسي هو “معقول تمامًا” مع الإشارة التي لاحظها توتاني، كما قال تولين، مع افتراضات أن الدراسة تراقب الجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل (WIMPs) بموجب النموذج الذي نفهمه ويتم طرح الخلفية بشكل صحيح.

تولين (الذي كان لديه حق الوصول إلى أ دراسة ما قبل الطباعة أثناء حديثه مع Live Science) أضاف أنه على الرغم من تحذيراته، فإن النتائج “ستكون شيئًا رائعًا إذا كانت بسبب المادة المظلمة.. ليس فقط لمستقبل الملاحظات الفلكية، ولكن هذا النوع من جسيمات المادة المظلمة يمكن اختباره واكتشافه في جميع أنواع التجارب المختلفة، مثل المختبرات تحت الأرض وفي المصادمات”.

ومع ذلك، قال تولين عن الدراسة الجديدة: “لا أحد يراهن على أن هذه هي المرة الوحيدة التي تبين فيها صحة ذلك”. “لقد رأينا الكثير من الحالات الشاذة تأتي. الكثير من الحالات الشاذة تذهب. بعض الحالات الشاذة ظلت عالقة معنا، ولا تزال بحاجة إلى مزيد من الاستكشاف.”