חלק עצום מהחומר ביקום חסר – שוב

חוקרים מאוניברסיטת אלבמה צפו בחלל בתחום קרינת ה-X וניסו להעריך את מסת היקום לפי כמות הקרינה של החומר הבינגלקטי “חשבנו שראינו את האור של מיליארד נושאות מטוסים אבל אלו היו רק מיליארד גחליליות”

לא רק שחלק עצום של היקום שאסטרונומים סברו כי התגלה בשנת 2002, נעלם שוב, אך הוא גם לקח עימו גם כמה חברים, כך עולה ממחקר שפורסם לאחרונה באוניברסיטת אלבמה בהאנטסוויל (UAH). החישובים החדשים עשויים להראות כי היקום רזה ב10-20 אחוז מאשר הראו החישובים קודם לכן.

אותה קבוצה ב-UAH שמצאה את מה שנחשב כחלק משמעותי מה”מסה החסרה” המדביקה את היקום כולו, גילו כי כמה מקרינות ה-X שחשבו כי הם מענני חומר בין גלקטיים “חמימים” וכעת נראה כי הם נוצרו בידי אלקטרונים קלים.

“אם מקור מרבית קרינת ה-X בחלל הוא באלקטרונים זעירים ולא באטומים כבדים, זה כמו שמיליארד אורות שחשבנו שהם מגיעים ממיליארד נושאות מטוסים, התגלו כמגיעים ממיליארד גחליליות בהירות.

משמעות הדבר היא שעננים הפולטים קרינת X מכילים שיעור חומר קטן מזה שסברנו עד כה. ” אומר ד”ר מאקס בונאמנטה, פרופ'סור במחלקה לפיסיקה של ה-UAH.

“חלק גדול ממה שחשבנו שהיה המסה החסרה הפך להיות אותם אלקטרונים “יחסותיים” הנעים כמעט במהירות האור (ולפיכך הם מכונים יחסותיים), ומתנגשים עם פוטונים מקרינת הרקע הקוסמית. האנרגיה מההתנגשויות הלו הופכת את הפוטון מגל מיקרו בעל אנרגיה נמוכה, לקרינת X עתירת אנרגיה.

הגילוי בוצע כאשר החוקרים ניסו לנתח את הרכבו של גז חם, הפולט קרינת X במרכזו של צביר גלקסיות – המבנה הקוסמולוגי הגדול ביותר ביקום. בשנת 2002, דיווח הצוות של UAH, כי גילה כמות גדולה של קרני X “רכות” (כלומר בעלות רמת אנרגיה נמוכה) המגיעה מחללים עצומים במרכז צבירי הגלקסיות. תגלית זו התווספה לתגליות קודמות של גז “חם” באיזורים אלו, הפולטים קרינת X קשה, כלומר – עתירת אנרגיה.

אף כי האטומים פולטי הקרינה הרכה נחשבו למפוזרים בדלילות בחלל (פחות מאטום אחד למ”ק), הם ממלאים מיליארדים על מיליארדים של שנות אור מעוקבות. המסה המצטברת שלהם נחשבה כאחראית לפחות ל-10% מהמסה והכבידה הנדרשים כדי להחזיק את הגלקסיות, צבירי הגלקסיות ואולי אף את היקום עצמו.

כאשר התבוננו בונאמנטה וחבריו על הנתונים שנאספו בידי כמה מכשירים הפועלים בלווינים, לרבות מצפה החלל צ'נדרה הפועל בתחום קרינת ה-X, מצביר גלקסיות בשמי הדרום, הם מצאו כי האנרגיה מאותם גופין פולטי קרינת X רכה, לא נראית כפי שהיתה אמורה להיות. “לא הצלחנו לעולם לאסוף קווי פליטה ספקטרליים הקשורים לתגליות אלה”. הסביר. “אם ההבדל הזה בנתונים נבע כתוצאה מפגיעה בגז קר יותר, היינו צריכים לראות קווי פליטה.

ההסבר ההגיוני ביותר הוא שנתח נכבד מהאנרגיה מגיע מאלקרטונים המתנגשים בפוטונים במקום באטומים חמים ויונים, שלהם היו פליטות ספקטרליות ניתנות לזיהוי. גילוי אלקטרונים אלה, בכל אופן, הוא כמו למצוא קצהו של קרחון” אומר בונאמנטה, משום שהם עשויים שלא להיות מוגבלים לפלוט רק אותות קרינת X רכה. האותות מאותם אלקטרונים יכולה גם להסביר חלק מהתצפיות של קרני X חזקים יותר, דבר שיפחית גם חלק מהתצפיות שדווחו על קרני X קשים, ולפיכך גם את המסה המרכיבה את הגז החם במרכז צבירי הגלקסיות.

כדי לסבך את הנושא עוד יותר, האנרגיה מהאלקטרונים הללו עלולה גם לאדות את הצביר. קודם לכן, השתמשו האסטרופיסיקאים באנרגיה המגיעה ממרכז הצבירים הללו כדי לחשב כמה חומר נדרש כדי להגיע לשיווי המשקל הנראה שם. יותר מדי מסה והצביר יקרוס לתוך עצמו. מעט מדי והגז החם עלו ל להתפשט. מכיוון שהאנרגיה המגיעה מעננים חמים אלה ניתנת לחישוב מצרפי, סברו כי ניתן לחשב את המסה הזו תוכל להיות מחושבת בדיוק רב גם עבור האסטרופיסיקאים. במקום זאת, אומר בונאמנטה, אם חלקים משמעותייים של כלל אנרגית קרני ה-X מגיעה מאלקטרונים מהירים “הדבר עלו להטל בנו ולגרום לנו לחשוב שיש יותר גז מאשר יש שם באמת”. משמעות הדבר היא שנצטרך לתכנן מחדש את הדרך שבה אנו מחשבים הן את מסת הגז ואן את כלל המסה” אמר.

להודעה לעיתונות של אוניברסיטת אלבמה