מקרה תצפיתי חריג: עצם בעל מסה בסדר גודל של מיליון מסות שמש, שאין לו “מקבילה” ברורה בין עצמים מוכרים, עשוי להיות תוצאה של התנגשות בין סוגים שונים של חומר אפל
האם ייתכן שחומר אפל – אותו “דבק” כבידתי שמחזיק יחד גלקסיות וצבירי גלקסיות – מתנהג אחרת ממה שהורגלנו לחשוב? מאמר חדש ב-Nature Astronomy , מציג מקרה תצפיתי חריג: עצם בעל מסה בסדר גודל של מיליון מסות שמש, שאין לו “מקבילה” ברורה בין עצמים מוכרים. אם הפרשנות תעמוד במבחן, הוא עשוי להציב אתגר גם למודלים נפוצים של חומר אפל קר וגם לחומר אפל חמים.
איך בכלל “רואים” חומר אפל?
חומר אפל לא פולט אור ולא בולע אותו בצורה שמאפשרת לראותו ישירות. לכן אסטרונומים משתמשים בטריק של היקום: עדשת כבידה. מסה מעקמת את המרחב-זמן, וכך היא גם מעקמת את מסלול האור שעובר לידו כאשר גוף מסיבי עומד “בקו הראייה” בינינו לבין מקור אור רחוק, הוא יכול למתוח, לעקם ולהכפיל את האור של המקור – וליצור קשתות דקות או “טבעות איינשטיין”. בתוך העצמים המעוקמים האלה אפשר לפעמים לזהות “בליטות” קטנות שמרמזות על גופים כבידתיים קטנים בדרך – גם אם הם עצמם אפלים.
מה מצאו החוקרים, ולמה זה מוזר?
המחקר מתמקד בעצם שהתגלה כשהוא “יושב” על קשת כבידתית דקה במיוחד. הצוות ביצע בדיקות מקיפות של מודלים אפשריים לפרופיל המסה שלו ולמרחק שלו, וניסה לראות איזה מודל מסביר הכי טוב את העיוות בקשת. התוצאה המועדפת, לפי התקציר, היא מודל עם שני רכיבים:
- רכיב קומפקטי מאוד שמתנהג כמו מסה נקודתית בגבול עליון של רדיוס זעיר, עד כ-10 פרסק – כלומר עשרות שנות-אור.
- על הרכיב הראשון “יושב” רכיב מורחב עם צפיפות-פנים כמעט קבועה עד רדיוס חיתוך של139 פרסק.
השילוב הזה לא דומה למבנה של צביר כוכבים רגיל, גלקסיה ננסית טיפוסית, או כל קטגוריה מוכרת אחרת. החוקרים מדגישים: אם מדובר בעצם שנשלט על-ידי חומר אפל, המבנה הזה לא מסתדר עם התחזיות הפשוטות של חומר אפל קר “חלק” ולא-מתנגש, וגם לא בהכרח עם גרסאות חמות שבהן לחלקיקים הייתה מהירות התחלתית גבוהה יותר שמוחקת עצמים קטנים.
אז מה כן יכול להסביר את זה?
אחת האפשרויות שהמאמר מצביע עליהן היא חומר אפל עם אינטראקציות עצמיות Self-Interacting Dark Matter . כלומר, לחלקיקי החומר האפל יש לא רק כבידה אלא גם “חיכוך”/התנגשויות חלשות ביניהם. במודלים כאלה, ההתפתחות הפנימית של הילה יכולה להיות שונה מאוד, כולל תרחישים שבהם האזור המרכזי “קורס” ובסופו של דבר נוצר חור שחור מרכזי. החוקרים מציעים שזה אולי מסלול שמסוגל להתקרב לתמונה החריגה שנמדדה – אבל חשוב להדגיש: זו עדיין פרשנות, לא עובדה.
מה השלב הבא?
כמו תמיד במדע, “מקרה מוזר אחד” הוא לא סוף הסיפור אלא תחילתו. צריך לחפש עוד מקרים דומים, לשפר תצפיות, ולוודא שהאות לא נובע מפרטים טכניים של המודל או מהשפעות נוספות לאורך קו הראייה. ועדיין, הסיפור הזה מזכיר למה אסטרונומים אוהבים עדשות כבידה: הן מאפשרות להציץ בדיוק למקומות שבהם המודלים שלנו הכי פגיעים – הסקאלה הקטנה שבה חומר אפל אמור לייצר אינספור “גושים” זעירים. . (Nature)
עוד בנושא באתר הידען:
