تیمی از دانشمندان دانشگاه جان هاپکینز، اطلاعات جدیدی در مورد نور گامای اضافی مرموزی که از مرکز کهکشان راه شیری میآید، ارائه دادهاند. منبع تابش گامای اضافی، که به عنوان تابش گامای اضافی مرکز کهکشانی (GCE) شناخته میشود، بیش از یک دهه است که دانشمندان را سردرگم کرده است.
محققان جان هاپکینز با بررسی این منبع مرموز با استفاده از شبیهسازیهای ابررایانهای، سرنخ جدیدی را کشف کردهاند که میتواند به اثبات قطعی وجود ماده تاریک کمک کند.
بررسی تابش گامای مرموز از مرکز کهکشان راه شیری
تابش گامای اضافی مرکز کهکشانی یک منبع کروی از تابش گامای اضافی است که از قلب کهکشان راه شیری میآید. از زمان کشف آن در سال ۲۰۰۹، دانشمندان پیشرفت کمی در درک ریشههای مرموز این پرتوهای گامای اضافی داشتهاند.
دو نظریه غالب وجود دارد: این نور میتواند از برخورد ذرات ماده تاریک یا ستارههای نوترونی با چرخش سریع ناشی شود. اگر این نور گامای اضافی از ستارههای در حال مرگ نباشد، میتواند به اولین اثبات قطعی وجود ماده تاریک تبدیل شود. اکنون، در مطالعه جدیدی که در ۱۶ اکتبر منتشر شد، تیم جان هاپکینز توضیح میدهد که هر دو نظریه میتوانند صحیح باشند. با این حال، نظریه ماده تاریک بیشتر به نتایج شبیهسازیهای آنها شباهت دارد.
جوزف سیلک، استاد فیزیک و نجوم در جان هاپکینز و یکی از نویسندگان این مطالعه، در یک بیانیه مطبوعاتی توضیح داد: “ماده تاریک بر جهان تسلط دارد و کهکشانها را در کنار هم نگه میدارد. این ماده بسیار مهم است و ما دائماً به دنبال ایدههایی برای چگونگی شناسایی آن هستیم. پرتوهای گاما، و به طور خاص نور اضافی که در مرکز کهکشان خود مشاهده میکنیم، میتوانند اولین سرنخ ما باشند.”
این تیم از ابررایانهها برای ایجاد نقشههایی استفاده کرد که نشان میداد ماده تاریک باید در کجای کهکشان راه شیری قرار داشته باشد. برخلاف سایر تلاشهای قبلی برای انجام این کار، شبیهسازیهای جدید تاریخچه شکلگیری کهکشان را در نظر گرفتند.
شبیهسازی راه شیری
راه شیری امروز یک سیستم نسبتاً بسته است، به این معنی که مواد زیادی به آن وارد یا از آن خارج نمیشوند. با این حال، همیشه اینطور نبوده است. در طول یک میلیارد سال اول کهکشان، کهکشان راه شیری اساساً بسیاری از سیستمهای کهکشانمانند کوچکتر همسایه را بلعید.
این سیستمها که از ماده تاریک و سایر مواد ساخته شده بودند، به بلوکهای سازنده کهکشان راه شیری که امروزه میشناسیم تبدیل شدند. به تدریج، ذرات ماده تاریک به سمت مرکز کهکشان جذب شدند. با خوشهبندی آنها، برخوردهای ماده تاریک افزایش یافت.
هنگامی که محققان جان هاپکینز با استفاده از ابررایانههای پیشرفته، برخوردهای واقعگرایانهتر را در نظر گرفتند، دریافتند که نقشههای شبیهسازی شده آنها با مشاهدات واقعی پرتو گاما که توسط تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی ثبت شده است، مطابقت دارد.
در شبیهسازیهای آنها، برخوردهای ماده تاریک همان سیگنال را تولید میکنند و همان خواصی را دارند که در دنیای واقعی مشاهده میشوند. در همین حال، نور ساطع شده از ستارههای نوترونی شباهتهایی دارد، اما کاملاً با سیگنال نشان داده شده در شبیهسازیها مطابقت ندارد. برای اینکه ستارههای نوترونی دقیقاً با سیگنال شبیهسازیها مطابقت داشته باشند، باید تعداد بیشتری از این ستارههای نوترونی نسبت به مشاهدات واقعی وجود داشته باشد.
اگرچه این موضوع اثبات قطعی ماده تاریک را ارائه نمیدهد، اما به محدود کردن احتمالات کمک میکند. در آینده نزدیک، یک تلسکوپ پرتو گامای جدید و عظیم به نام آرایه تلسکوپ چرنکوف میتواند به ارائه پاسخها کمک کند. انتظار میرود این آرایه در اواخر سال ۲۰۲۶ فعالیت خود را آغاز کند.
سیلک گفت: “ممکن است دادههای جدید را ببینیم و یک نظریه را بر دیگری ترجیح دهیم. یا شاید چیزی پیدا نکنیم که در این صورت، حل کردن آن معمای بزرگتری خواهد بود.”
دیدگاهتان را بنویسید