دانشمندان ممکن است برای اولین بار ماده تاریک را دیده باشند

به گزارش ایسنا، ماده تاریک همیشه موضوعی جالب اما مرموز برای تحقیقات فضایی بوده است.

به گفته اسپیسی، ماده تاریک در سال 1933 توسط Fritz Zwicky، ستاره شناس سوئیسی، نظریه پردازی شد. زویکی دریافت که کهکشان‌های خوشه‌ای کما فاقد نیروی گرانشی لازم برای جلوگیری از فروپاشی خوشه هستند. سپس، در دهه 1970، ستاره شناس آمریکایی ورا روبین و همکارانش کشف کردند که لبه های بیرونی کهکشان های مارپیچی به همان سرعتی که مرکز آنها می چرخند. چنین پدیده ای تنها در صورتی امکان پذیر است که بیشتر جرم این کهکشان ها در مراکز آنها متمرکز نباشد، بلکه به طور گسترده تری پراکنده باشد.

اینها مشاهدات مستقیم ماده تاریک نیستند، بلکه استنباط هایی هستند که از طریق برهمکنش ماده تاریک با گرانش و همچنین تأثیر گرانش بر ماده معمولی و نور انجام می شود. با این حال، ستاره شناسان با استفاده از این یافته ها به این نتیجه رسیدند که همه کهکشان های بزرگ در هاله های عظیم ماده تاریک قرار دارند که بسیار فراتر از ماده مرئی در کهکشان ها، مانند هاله های کهکشانی ستارگان قرار دارند.

اکنون تخمین زده می شود که ذرات این ماده مرموز پنج تا یک سنگین تر از ذرات تشکیل دهنده ماده روزمره هستند. این بدان معناست که همه چیزهایی که ما هر روز در اطراف خود می بینیم – ستارگان، سیارات، ماه ها، بدن ما، گربه همسایه و غیره – تنها 15 درصد از ماده جهان را تشکیل می دهند و ماده تاریک 85 درصد باقی مانده را تشکیل می دهد. این واقعیت همچنین به معمای ماده تاریک کمک می کند که به دلیل برهم کنش بسیار ضعیف با تشعشعات الکترومغناطیسی یا عدم وجود برهمکنش، نور را ساطع، جذب یا منعکس نمی کند. بنابراین، تقریباً در تمام طول موج های نور نامرئی است، یا ما فکر می کردیم.

احتمال دیگری وجود دارد که ماده تاریک نور تولید می کند. اگر ذرات ماده تاریک هنگام برخورد و برهمکنش با یکدیگر از بین بروند – همانطور که ماده و پادماده مخالف آن انجام می دهند – باید بارانی از ذراتی مانند فوتون های پرتو گاما تولید شود که اگرچه برای چشم ما نامرئی است، اما با تلسکوپ های حساس پرتو گاما قابل مشاهده است. یکی از انواع ذرات خود ویرانگر که برای تشکیل ماده تاریک پیشنهاد شده است، ذرات عظیم متقابل ضعیف یا WIMPS نام دارد.

گروهی از محققان به سرپرستی تومونوری توتانی از دپارتمان نجوم دانشگاه توکیو (UTokyo) تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی ناسا را ​​به سمت مناطقی از کهکشان راه شیری که احتمال تجمع ماده تاریک در آن‌ها وجود دارد – یعنی در مرکز کهکشان ما – نشانه گرفتند و به دنبال نشانه‌های آشکار gam بودند. توتانی معتقد است که بالاخره نشانه را پیدا کرده اند.

توتانی گفت: ما پرتوهای گاما با انرژی فوتون 20 گیگا الکترون ولت (20 میلیارد الکترون ولت) را شناسایی کردیم که در ساختاری هاله مانند به سمت مرکز کهکشان راه شیری امتداد دارند. مولفه تابش اشعه گاما با شکل مورد انتظار از هاله ماده تاریک مطابقت دارد.

این تنها مورد نزدیک نیست. امضای انرژی این پرتوهای گاما با آنچه پیش‌بینی می‌شد از نابودی رویدادهای WIMP ناشی می‌شود، مطابقت دارد. پیش‌بینی می‌شود که یک WIMP جرمی در حدود 500 برابر پروتون داشته باشد، ذرات طبیعی ماده موجود در قلب اتم‌ها.

توتانی گفت: هیچ پدیده نجومی دیگری وجود ندارد که بتواند به راحتی پرتوهای گامای مشاهده شده توسط فرمی را توضیح دهد. اگر این درست باشد، تا آنجا که من می دانم، اولین بار است که مردم ماده تاریک را می بینند، و معلوم می شود که ماده تاریک ذره جدیدی است که در مدل استاندارد فعلی فیزیک ذرات گنجانده نشده است. این نشان دهنده یک پیشرفت بزرگ در نجوم و فیزیک بود.

این تحقیق در مجله Cosmology and Astroparticle Physics منتشر شده است.

انتهای پیام