אסטרונומים מציעים את קיומם של "ננסים אפלים" – עצמים שמופעלים על ידי אנרגיה מחלקיקי חומר אפל, ויכולים לזהור לנצח. גילוי שלהם עשוי לשפוך אור על אחת התעלומות הגדולות של היקום
ייתכן שמדענים גילו עצם קוסמי מסוג חדש לגמרי שאולי יספק רמזים חיוניים על אחת התעלומות הכי גדולות של היקום: החומר האפל.
אסטרופיזיקאים בריטים ואמריקנים הציעו את קיומם של עצמים בלתי רגילים דמויי כוכבים בשם "ננסים אפלים", שאולי זוהרים באופן חלש ליד מרכז שביל החלב.
למרות השם, עצמים אלה לא נראים אפלים, אלא סבורים שמניע אותם החומר האפל (החומר הבלתי נראה שמהווה, כך מאמינים, כרבע מהיקום).
נוצרים מננסים חומים
באמצעות מודלים תאורטיים, המדענים טוענים שחומר אפל יכול להילכד בתוך כוכבים צעירים, וליצור מספיק אנרגיה שמונעת מהם להתקרר. התהליך הזה יכול להפוך אותם לעצמים יציבים מאריכי חיים בשם ננסים אפלים.
חושבים שהכוכבים האקזוטיים האלה נוצרים מננסים חומים, המתוארים לפעמים כ"כוכבים כושלים" כי אין להם את המסה הדרושה כדי לקיים את ההיתוך הגרעיני שמניע את רוב הכוכבים. בדרך כלל, ננסים חומים מתקררים בהדרגה ונמוגים עם הזמן.
אבל אם ננס חום נמצא במקרה בתוך אזור צפוף של חומר אפל, כמו קרוב למרכז שביל החלב, הוא יכול ללכוד חלקיקי חומר אפל. כשהחלקיקים האלה מתנגשים ומשמידים זה את זה, הם משחררים פרצי אנרגיה שגורמים לננס החום לזהור – פוטנציאלית לנצח.
התפקיד של ה-WIMPs
קיומם של עצמים אלה תלוי בכך שהחומר האפל מורכב מסוגים מיוחדים של חלקיקים המכונים WIMPs (חלקיקים מסיביים המקיימים אינטראקציה חלשה).
אלה חלקיקים כבדים שבקושי מקיימים אינטראקציה עם חומר רגיל, אבל יכולים להשמיד זה את זה בתוך כוכבים, ולספק את האנרגיה הנחוצה כדי להשאיר ננס אפל בחיים.
כדי להבדיל בין ננסים אפלים ועצמים אחרים עם זוהר חלש כמו ננסים חומים, המדענים מצביעים על רמז ייחודי: ליתיום.
החוקרים סבורים שננסים אפלים עדיין יכילו צורה נדירה של ליתיום בשם ליתיום-7.
בכוכבים רגילים, ליתיום-7 נשרף מהר. כך שאם מוצאים עצם שנראה כמו ננס חום אבל עדיין יש לו ליתיום-7 זאת אינדיקציה חזקה שהוא משהו אחר.
המחקר שמציע את קיומם של הננסים האפלים מבוסס על שילוב של מודלים תיאורטיים ותצפיות פוטנציאליות מטלסקופים מתקדמים. הרעיון המרכזי הוא שחומר אפל – המרכיב הבלתי נראה של היקום, שמהווה כ־85% מהמסה הכוללת – אינו סתם "רקע קוסמי", אלא יכול להשפיע באופן ישיר על אבולוציה של כוכבים. בעוד שננסים חומים רגילים נחשבים לעצמים קרים ודועכים, ייתכן שבקרבת מרכז הגלקסיה, שם החומר האפל מרוכז בצפיפות גבוהה, ננסים חומים יכולים להפוך ל"ננסים אפלים" באמצעות לכידת חלקיקי WIMPs.
חלקיקים אלה, על פי ההשערה, מתנגשים ומשמידים זה את זה, ובכך מייצרים מקור אנרגיה פנימי שלא תלוי בהיתוך גרעיני. המשמעות היא שבמקום לדעוך, הננס האפל יוכל לשמור על טמפרטורה יציבה ולפזר קרינה במשך מיליארדי שנים – ואולי אף לנצח.
אם התרחיש הזה נכון, גילוי ננסים אפלים לא רק שירחיב את הבנתנו על סוגי הכוכבים ביקום, אלא יספק ראיות ישירות לטיבו החלקיקי של החומר האפל. עבור פיזיקאים, זהו חלון ניסיוני חדש שנפתח אל תחום שעד כה נחקר בעיקר באמצעים תאורטיים וניסויי מאיץ. בנוסף, מדידה מדויקת של ליתיום-7 בננסים חשודים תוכל לשמש אינדיקציה ברורה להבדילם מננסים חומים רגילים.
החוקרים מדגישים כי טלסקופ החלל ג'יימס ווב, שכבר הוכיח את רגישותו לאיתור גלקסיות רחוקות ואובייקטים עמומים במיוחד, מסוגל להיות הכלי שיבצע את הפריצה הזו. התמקדות באזור המרכזי של שביל החלב, שם הצפיפות של חומר אפל גבוהה במיוחד, עשויה לספק את ההזדמנות הראשונה לזהות כוכבים "זרים" המופעלים על ידי חומר אפל.
גילוי אפילו ננס אפל אחד יהווה הוכחה ניסיונית ראשונה לכך שחומר אפל מסוגל להזין כוכבים, ויהפוך את התיאוריה הזו לאחת התגליות החשובות ביותר באסטרופיזיקה של המאה ה־21.
חלון לחומר האפל
ד"ר ג'וּנה קרון, ממחברי המחקר, אמרה: "הגילוי של ננסים אפלים במרכז הגלקסיה יאפשר לנו מבט ייחודי לתוך טיבו החלקיקי של החומר האפל".
הצוות מאמין שטלסקופים כמו ווב כבר יכולים לאתר ננסים אפלים, במיוחד כשמתמקדים במרכז הגלקסיה.
גישה אחרת היא להסתכל על הרבה עצמים דומים ולקבוע סטטיסטית האם חלק מהם יכולים להיות ננסים אפלים.
מציאת רק ננס אפל אחד מאלה, אומרים החוקרים, תהיה צעד גדול קדימה בחשיפת טיבו האמיתי של החומר האפל.
עוד בנושא באתר הידען:
