חומר אפל: האם הוא מורכב מחלקיקים קלים?

ייתכן שקרני גמא ממרכז הגלקסיה הן אותותיהם של חלקיקים קלים, שעשויים להיות החומר האפל.

פיליפ בול , Nature (תרגום: דיקלה אורן)

אסטרופיסיקאים טוענים, כי פרצי קרני גמא ממרכז הגלקסיה עשויים להיות חותמו של החומר האפל המסתורי. קרני הגמא תומכות בתיאוריה אקזוטית בנודע למהותו של החומר האפל. התיאוריה טוענת, כי הוא מורכב מחלקיקים קלים במיוחד.

פיסיקאים יודעים, כי חלק נכבד מהמסה ביקום אינה העצמים אותם אנו יכולים לראות, כגון כוכבים וכוכבי לכת. יתכן שגלקסיות כמו שלנו מכילות חומר אפל פי עשרה מחומר רגיל.

רעיון מקובל טוען, כי החומר האפל "החסר" מורכב מחלקיקים תת אטומיים בלתי מוכרים וכבדים בהרבה מאטומים רגילים, אך כאלה שאין להם אינטראקציה עם חומר רגיל מלבד כוח הכבידה. הם נקראים "חלקיקים מסיביים בעלי אינטראקציה חלשה" או בקיצור WIMPS (Weakly Interacting Massive Particles) .

סלין בואהם מאוניברסיטת אוקספורד באנגליה ועמיתיה חושבים, כי אין הכרח שחלקיקי החומר האפל יהיו מאוד מסיביים. תחת זאת, הם חושבים, כי ייתכן שהחלקיקים האלה קלים פי עשרה עד עשרת אלפים מאטום מימן.

הראיות שלהם מגיעות ממידע, שנאסף על ידי הלווין INTEGRAL של סוכנות החלל האירופאית, אשר סורק את השמיים בחיפוש אחר קרני גמא. הלווין מיפה את המקורות הקוסמיים של קרני גמא בעלות אנרגיה של 511,000 אלקטרון וולט (511 קילו אלקטרון וולט). קרני גמא כאלה הן אנרגטיות בערך פי 200,000 מקרני האור הנראה. הן נוצרות, כאשר אלקטרונים וחלקיקי האנטי שלהם פוזיטרונים מאיינים אחד את השני.

בינואר האחרון הודיע צוות האינטגרל שקרני הגמא בעלות האנרגיה של 511 קא"ו, מקורותיהן מפוזרים בצורה שווה באזור התפיחה המרכזית של הגלקסיה שלנו.

מעניין לציין, כי תצפיות אחרות על השפעת המסה החסרה על מסלולי כוכבים מצביעות על כך החומר האפל מתרכז גם הוא בתפיחה המרכזית של הגלקסיה שלנו.

הצוות של בואהם טוען, כי אם החומר האפל מורכב מחלקיקים בעלי מסה נמוכה, החלקיקים הללו יכולים ליצור אלקטרונים ופוזיטרונים בהתנגשויות עם אנטי חומר. כאשר האלקטרונים והפוזיטרונים מתנגשים, נוצרות קרני הגמא.

החוקרים חישבו את מספר החלקיקים הדרוש כדי להפיק את קרני הגמא בעלות האנרגיה של 511 קא"ו, שראה האינטגרל. הם גילו שהמספר תואם לכמות המוערכת של חומר אפל בגלקסיה שלנו. "המספרים נראים הגיוניים מאוד," אומרת בואהם. הצוות מציג את עבודתו בגיליון הנוכחי של ה-Physical Review Letters.

"זה יהיה מאוד מרגש, אם מה שהם אומרים יתגלה כנכון," אומר ג'ורגן קנודלסדר, אסטרונום בתחום קרני הגמא ממרכז "d'Etude Spatiale des Rayonnements" בטולוז, צרפת, שנעזר במידע מהאינטגרל.

עם זאת, מזהיר קנודלסדר, כי עדיין לא ברור אם יש צורך בתיאוריית החומר האפל של בואהם. ייתכן שמקור הפוזיטרונים הוא כוכבים מתפוצצים, הנקראים סופרנובות, ולא חלקיקים אקזוטיים. "סופרנובות הן עדיין המקור הסביר ביותר לקרני הגמא," הוא אומר.

הוא מציע, כי מדידות מדויקות של פיזור קרני הגמא בעלות האנרגיה של 511 קא"ו תסייענה לחוקרים להחליט האם מקורן בחומר אפל או בכוכבי מתפוצצים.

קישור לכתבה ב-Nature
המאמר של קנודלסדר

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן