يأتي تيار غامض من أشعة جاما من مركز مجرة ​​درب التبانة. هل يمكن أن يكون للمادة المظلمة علاقة بالأمر؟

من المقرر أن يستمر أحد الألغاز الأكثر إثارة للجدل في علم الفلك، حيث فشل بحث جديد في استبعاد المادة المظلمة التي تدمر نفسها ذاتيًا كمصدر لانبعاثات أشعة جاما من قلب درب التبانة. يُعرف هذا الضوء عالي الطاقة باسم “المركز الزائد للمجرة”، وهو توهج كروي لأشعة جاما يمتد لآلاف السنين الضوئية من قلب مجرتنا، وقد حير هذا الضوء عالي الطاقة الباحثين لأكثر من عقد من الزمن.

في حين تم طرح العديد من التفسيرات المحتملة للزيادة في مركز المجرة، بما في ذلك مجموعة من النجوم النيوترونية سريعة الدوران والتي تسمى النجوم النابضة، فإن أحد أكثر التفسيرات انتشارًا كان نوعًا محددًا من النجوم النيوترونية. المادة المظلمة جسيم. المادة المظلمة هي المادة الغامضة التي تمثل 85% من مادة الكون. إنه غير مرئي بشكل فعال لأنه لا يتفاعل مع الضوء أو مع المادة “العادية” المكونة من الذرات. وقد أدت هذه الحقيقة إلى اقتراح العديد من الجسيمات المرشحة للمادة المظلمة، بما في ذلك بعض الجسيمات التي تفني نفسها ذاتيًا. وهذا يشبه ما يحدث عندما يلتقي الإلكترون به المادة المضادة نظيره، أو البوزيترون. يبيد الاثنان بعضهما البعض، ويطلقان الطاقة في الكون.

بالنسبة للمادة المظلمة التي تُفني نفسها ذاتيًا، ستكون هذه الجسيمات بمثابة جسيمات مضادة خاصة بها، أي عندما تتفاعل، فإنها تفني وتطلق الطاقة كجسيمات مضادة. أشعة جاما. ومع تفوق المادة المظلمة على المادة العادية بنسبة خمسة إلى واحد، يمكن للمرء أن يتوقع حدوث هذا الفناء باستمرار، مما يؤدي إلى إغراق الكون بأشعة جاما، لكن المادة المظلمة نادرًا ما تتفاعل مع نفسها في هذا النموذج. وبالتالي، فإن إبادة المادة المظلمة لا يكون إلا عاملًا عندما تتجمع هذه المادة الغامضة بكثافة في منطقة مثل قلب كائن حي. galaxy.

لسوء الحظ, التحقيق في قلب درب التبانة يمثل تحديًا بالفعل.

“إن تفسير الإشارة أمر صعب بشكل خاص لأن مركز المجرة هو منطقة مشرقة ومزدحمة بشكل استثنائي في سماء أشعة جاما،” عضو الفريق والباحث في جامعة فيينا فلوريان ليست قال في بيان.

الوصول إلى هذه النقطة

للتحقيق في ما إذا كان إبادة المادة المظلمة يمكن أن يفسر بالفعل فائض مركز المجرة، لجأ ليست وزملاؤه إلى التعلم الآلي المدرب على أكثر من مليون عملية رصد لأشعة جاما. وقد أشارت الأساليب المماثلة السابقة إلى مصادر الضوء الساطعة نسبيًا والتي لم يتم حلها كمصدر محتمل لفائض مركز المجرة. ومع ذلك، أظهر هذا البحث الجديد أن هذه المصادر النقطية، بما في ذلك النجوم النابضة، ستكون باهتة للغاية، وهذه أخبار جيدة للعلماء الذين يفضلون إبادة المادة المظلمة كسبب لأشعة جاما هذه.

وذلك لأنه في حين أشارت الأبحاث السابقة إلى أن بضع مئات فقط من النجوم النابضة يمكن أن تكون كافية لحساب فائض مركز المجرة، تشير هذه النتائج إلى أن عدد النجوم النابضة في قلب درب التبانة يجب أن يكون أكبر من 35000.

وقال عضو الفريق نيك رود، وهو عالم في مختبر لورانس بيركلي الوطني: “يظهر تحليلنا الجديد أن المصادر يجب أن تكون خافتة للغاية بحيث لا يمكن تمييزها تقريبًا عن الانبعاثات المتوقعة من إبادة المادة المظلمة”.

في حين أن هذا البحث قد يبقي المادة المظلمة في اللعبة كتفسير معقول، إلا أنه بعيد كل البعد عن تأكيد إبادة هذه المادة الغامضة كمصدر لفائض مركز المجرة. وقال ليست: “إن أصل الزيادة في مركز المجرة هو أحد أطول المناقشات الدائرة في الفيزياء الفلكية”. “لا يظهر عملنا أن المادة المظلمة هي المسؤولة عن الإشارة. ومع ذلك، فإنه يشير إلى أنه لا يزال من السابق لأوانه استبعاد هذا الاحتمال.”

نُشر بحث الفريق يوم الخميس (5 فبراير) في المجلة رسائل المراجعة البدنية.