מחקר חדש מציע שתת-הילה צפופה מחומר אפל עם אינטראקציה עצמית אחראית לתצורות הבליטה והמרווח של זרם הכוכבים GD-1, ומאתגר את תיאוריות החומר האפל
פיזיקאים פתרו מסתורין ישן הקשור לזרם הכוכבים GD-1, תופעה בולטת שנחקרה רבות בתוך ההילה הגלקטית של שביל החלב. GD-1, שידוע במבנה הארוך והדק שלו ותצורות הבליטה ומרווח (spur and gap) החריגות, הוא תעלומה לחוקרים כבר הרבה שנים.
צוות בראשות האי-בו יו טוען שהתצורות המיוחדות האלה נגרמות על ידי תת-הילה של SIDM (חומר אפל עם אינטראקציה עצמית) שליבתו קורסת. תת-ההילה הזאת, לוויין צפוף של חומר אפל בתוך ההילה הגלקטית, יכולה להסביר את התבניות המוזרות של הזרם.
הממצאים מספקים תובנות חדשות על התנהגות החומר האפל ותפקידו בעיצוב היקום.
זרם כוכבים הוא קבוצה של כוכבים שנעים ביחד לאורך מסלול משותף. מרווח מתייחס לצפיפות חֶסֶר מקומית לאורך הזרם, ואילו בליטה היא צפיפות יתר של כוכבים שבולטת קדימה מהגוף המרכזי של הזרם. החומר האפל קובע את התנועה של זרמי כוכבים, ולכן אסטרונומים יכולים להשתמש בהם כדי לאתר חומר אפל בלתי נראה בְגלקסיה.
ההילה הגלקטית של שביל החלב, אזור פחות או יותר כדורי המקיף את הגלקסיה, מכיל חומר אפל ומשתרע מעבר לקצה הנראה של הגלקסיה. החזיות של זרמי כוכבים מפורסמים בשביל החלב אפשר למצוא כאן.
אסטרונומים גילו שאת תצורות המרווח והבליטה של זרם הכוכבים GD-1 אי אפשר לייחס בקלות להשפעות הכבידתיות של צבירים כדוריים או גלקסיות לוויין ידועים של שביל החלב. עם זאת, אפשר להסביר את התצורות האלה באמצעות עצם מפריע לא ידוע, כמו תת-הילה. אבל הצפיפות של העצם תצטרך להיות גבוהה משמעותית ממה שחזוי מהילות CDM (חומר אפל קר) מסורתיות.
"לתת-הילות CDM בדרך כלל אין את הצפיפות הנחוצה כדי ליצור את התצורות המיוחדות שנצפו בזרם GD-1", הסביר יו, פרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה. "אבל המחקר שלנו הראה שתת-הילה SIDM קורסת תוכל להשיג את הצפיפות הנחוצה. תת-הילה קומפקטית כזאת תהיה צפופה מספיק כדי להפעיל את ההשפעה הכבידתית הנחוצה כדי להסביר את ההפרעות שנצפו בזרם GD-1".
חושבים שהחומר האפל, שאי אפשר לראות באופן ישיר, מהווה 85% מהחומר ביקום. לא מבינים מספיק את טיבו. לפי CDM, תיאוריית החומר האפל הנפוצה, חלקיקי החומר האפל הם ללא התנגשויות. לפי SIDM, צורה תיאורטית של חומר אפל, חלקיקי החומר האפל מקיימים אינטראקציה עצמית באמצעות כוח אפל חדש.
במחקרם, יו והצוות שלו השתמשו בהדמיות נומריות הנקראות הדמיות N-גופיות כדי למדל את ההתנהגות של תת-הילה SIDM קורסת.
"הממצאים שלנו מציעים הסבר חדש לתצורות הבליטה והמרווח ב-GD-1, שזמן רב חשבו שהן מצביעות על מפגש קרוב עם עצם צפוף", אמר יה. "בתרחיש שלנו, הגורם המפריע הוא תת-ההילה SIDM, שמשבשת את הפיזור המרחבי ופיזור המהירות של הכוכבים בזרם ויוצרת את התצורות המיוחדות שאנו רואים בזרם הכוכבים GD-1".
לדברי יו, התגלית גם מספקת תובנות על טיבו של החומר האפל עצמו.
"המחקר הזה פותח דרכים חדשות ומבטיחות לחקירת תכונות האינטראקציה העצמית של החומר האפל באמצעות זרמי כוכבים", אמר. "זה צעד מלהיב קדימה בהבנתנו את החומר האפל והדינמיקה של שביל החלב".
עוד בנושא באתר הידען:
תגובה אחת
נכון לעכשיו, החומר האפל הוא האתר של המאה ה- 21.
אף אחד עדיין לא הוכיח באופן ניסויי את קיומו, ואולי בעתיד מישהו ינסה לעשות זאת אבל יצליח לעשות בדיוק את ההפך, בדומה לניסוי מייקלסון מורילי.