חוקרים מבריטניה והוואי מציעים לראשונה את קיומם של עצמים תת-כוכביים המופעלים בידי חומר אפל, שעשויים לשפוך אור על אחד המסתורין הגדולים בקוסמולוגיה המודרנית
חוקרים מציעים: ייתכן שעצמים שמימיים בלתי נראים, המכונים ננסים אפלים, מסתתרים בלב שביל החלב. הם עשויים לשפוך אור על אחת השאלות הגדולות בפיזיקה המודרנית: מהו החומר האפל?
המאמר פורסם בכתב העת Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. כותבי המאמר הם צוות מדענים מהוואי ובריטניה. הם מציעים דרך לבדוק את קיומם של ננסים אפלים בעזרת טלסקופ החלל ג'יימס ווב.
השם "ננס אפל" לא מתאר עצם כהה. להפך – העצם עצמו מאיר. הקשר לחומר האפל הוא זה שמקנה לו את שמו.
לדברי פרופ' ג'רמי סקסטין מאוניברסיטת הוואי: "אנחנו חושבים שכ־25% מהיקום עשוי מחומר שלא פולט אור. אנחנו רואים אותו רק לפי השפעת הכבידה שלו. לכן קוראים לו חומר אפל."
המדענים עדיין לא יודעים מהו החומר האפל בדיוק. תיאוריות רבות הוצעו, אך אף אחת לא הוכחה.
החומר האפל עשוי מחלקיקי WIMPS
אחת ההשערות הפופולריות טוענת שחומר אפל בנוי מ־WIMPs – חלקיקים מסיביים שמתקשרים רק חלש עם חומר רגיל. הם לא פולטים אור, לא מוחזרים, ולא מגיבים לשדות מגנטיים. אבל הם כן מפעילים כוח כבידה.
אם WIMPs נכנסים לכוכב ומצטברים בתוכו, הם יכולים להתנגש זה בזה ולהתאיין. בתהליך הזה משתחררת אנרגיה שמחממת את הכוכב. זו הדרך שבה ננס אפל יאיר – בלי היתוך גרעיני.
ננסים רגילים, המכונים "ננסים חומים", הם כוכבים קטני מסה שאינם מסוגלים לייצר מיזוג גרעיני. הם מאירים רק חלש. אבל אם הם שוכנים באזורים עשירים בחומר אפל – כמו מרכז הגלקסיה – הם עשויים להפוך לננסים אפלים.
ככל שיש יותר חומר אפל מסביב, כך מצטבר יותר ממנו בכוכב. וככל שהוא מצטבר – האנרגיה שנפלטת גדולה יותר.
אבל זה אפשרי רק אם החומר האפל מורכב מ־WIMPs או מחלקיקים דומים. מועמדים אחרים כמו אקסיונים או ניוטרינו סטרילי לא מתאימים, כי הם קלים מדי ולא מייצרים אנרגיה בהתאיינות.
איך נזהה ננס אפל?
החוקרים מציעים לחפש אחר ליתיום-7.
ליתיום זה נשרף ונעלם מהר בכוכבים רגילים. אם נמצא עצם שנראה כמו ננס אפל ובו עדיין קיים ליתיום-7, זה יהיה סימן מובהק לכך שמדובר בננס אפל אמיתי.
טלסקופ החלל ג'יימס ווב יכול לגלות עצמים כאלה. אפשר גם לבצע ניתוח סטטיסטי של אוכלוסיות של ננסים חומים ולבחון אם קיימת תת-קבוצה שונה – אולי של ננסים אפלים.
אם נגלה בעתיד ננס אפל, מה זה יאמר על החומר האפל?
לדברי סקסטין:
"זו לא תהיה הוכחה חותכת, אבל זו תהיה ראיה חזקה לכך שחומר אפל הוא חלקיק כבד שמתקשר עם עצמו. זה מתאים ל־WIMPs ולמודלים אקזוטיים אחרים."
עוד בנושא באתר הידען:
תגובה אחת
האם היקום הריק הוא בעצם מרק של ניטרינו חלקיקים שנפלטים מחורים שחורים וממלאים את תווך בין כוכבי ?!