يمكن للمادة المظلمة أن تدمر نفسها داخل بطون الكواكب الخارجية

بالعربي/ يقترح الباحثون تعلم المزيد عن المادة المظلمة من خلال البحث عن آثارها داخل الكواكب الخارجية.

يمكن ملء الكواكب الخارجية الغازية الكبيرة بمادة مظلمة ذاتية التدمير . والآن ، اقترح فريق من الباحثين استخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي الذي سيتم إطلاقه قريبًا لمسح العملاقة البعيدة في المجرة بحثًا عن تأثيرات التسخين المحتملة التي يمكن أن تنشأ من المادة الغامضة ، والتي تفوق المادة العادية بنحو 6 إلى 1 في الكون. 

يعرف الفيزيائيون أن المادة المظلمة موجودة لأنها تجاذب النجوم والمجرات بقوة. ولكن ، حتى الآن ، أحبطت المادة غير المرئية كل محاولة لفهم خصائصها بشكل أفضل.

قال جوري سميرنوف ، عالم فيزياء الجسيمات الفلكية في جامعة ولاية أوهايو ، لـ Live Science ، إن العديد من نظريات المادة المظلمة تقترح أنها مصنوعة من جسيمات فردية وأن هذه الجسيمات يمكن أن تصطدم أحيانًا ببعضها البعض وكذلك جسيمات المادة العادية. وفقًا لهذه النماذج ، قد يتصادم جسيمان من المادة المظلمة معًا ويفنيان بعضهما البعض ، مما ينتج عنه حرارة. 

إذا كانت هذه الافتراضات صحيحة ، فيجب أن تصطدم جسيمات المادة المظلمة أحيانًا بأجسام كبيرة مثل الكواكب الخارجية ، مما يتسبب في فقدان الجسيمات للطاقة والتراكم داخل تلك العوالم. قال سميرنوف إنه هناك ، يمكنهم القضاء على بعضهم البعض وإنتاج إشارة حرارة قابلة للقياس يمكن رؤيتها من بعيد. 

جنبًا إلى جنب مع زميلته ريبيكا لين ، باحثة ما بعد الدكتوراه في مختبر المسرع الوطني SLAC في مينلو بارك ، كاليفورنيا ، اقترح سميرنوف استخدام تلسكوب ويب الفضائي ، والذي سيفحص السماء في الجزء تحت الأحمر من الطيف الكهرومغناطيسي ، للبحث عن هذا. توقيع الحرارة المميزة. 

ستتراكم الكواكب الخارجية الأكبر حجمًا المزيد من المادة المظلمة ، لذا فإن أفضل المرشحين لمثل هذه البحوث سيكون عمالقة الغاز أكبر من كوكب المشتري ، أو الأقزام البنية – عوالم هائلة أصبحت تقريبًا نجوما لكنها فشلت في جمع ما يكفي من الغاز لإشعال الاندماج النووي في نواتها ، كما كتب الباحثون في بحث نُشر في 22 أبريل في مجلة Physical Review Letters .

قد يكون تحديد أن الحرارة تأتي من تدمير المادة المظلمة وليس من عملية أخرى أمرًا صعبًا ، لذلك اقترح سميرنوف ولين البحث عن الكواكب الخارجية التي تم طردها بعيدًا عن نجمها الأم وهي قديمة جدًا ، مما يعني أنها ستبرد إلى درجات حرارة منخفضة جدًا . إذا كان مثل هذا الجسم يتوهج بشكل غير طبيعي في الأشعة تحت الحمراء ، فقد يشير ذلك إلى وجود مادة مظلمة. 

وقال سميرنوف إن الطريقة الأكثر موثوقية تتمثل في البحث عن أعداد كبيرة من الكواكب الخارجية في جميع أنحاء مجرة ​​درب التبانة ورسم خريطة لدرجات حرارتها. من المتوقع أن تتراكم المادة المظلمة في مركز المجرة ، لذلك يجب أن تُظهر هذه الخريطة ارتفاع درجات حرارة الكواكب الخارجية قليلاً كلما نظرت أقرب إلى قلب مجرة ​​درب التبانة. 

لا يوجد نشاط فيزيائي فلكي معروف يمكن أن يفسر مثل هذا التوقيع. قال سميرنوف: “إذا رأينا ذلك ، يجب أن تكون مادة مظلمة”.

يمكن أن يساعد التقاط مثل هذه الإشارة الفيزيائيين على تحديد كتلة جسيمات المادة المظلمة ومعدل تفاعلها مع المادة العادية. نظرًا لأن Webb ، المتوقع إطلاقه في أكتوبر ، سيبحث بالفعل في الكواكب الخارجية في جميع أنحاء المجرة ، يعتقد سميرنوف أن خريطة التوقيع الحراري المحتمل للمادة المظلمة يمكن أن تتم في غضون أربع إلى خمس سنوات.  

قال بروس ماكنتوش ، عالم الفلك الذي يدرس الكواكب الخارجية في جامعة ستانفورد في كاليفورنيا ولم يشارك في العمل ، لـ Live Science: “إنها فكرة رائعة”. لقد بنى الباحثون كواشف هائلة تحت الأرض على الأرض لمحاولة التقاط جزيئات المادة المظلمة ، ولكن “هناك حدًا لمدى ضخامة الكاشف الذي يمكنك بناؤه كإنسان” ، أضاف.المحتوى ذو الصلة

قال ماكنتوش: “يجب أن نستفيد من الأشياء الكبيرة التي توفرها الطبيعة”. 

كان مقدامه الوحيد مع الدراسة هو أن Webb – الذي سيجري دراسات مستهدفة ومتعمقة لأجسام قليلة نسبيًا – قد لا يكون أفضل تلسكوب لهذا المنصب. وأضاف أن تلسكوب نانسي جريس الروماني الفضائي ، الذي من المقرر إطلاقه في منتصف عام 2020 ، سيعمل على رسم خريطة للسماء بأكملها بتفاصيل رائعة وقد يكون أكثر ملاءمة لهذه المهمة.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com