المادة المعتمة في مجرة درب التبانة وتأثيرها على أشعة غاما تبرز كمفتاح لفهم تركيب الكون الغامض، حيث يدرس العلماء توهجا منتشرا لأشعة غاما بالقرب من مركز المجرة التي تحتضن المجموعة الشمسية، في محاولة لتأكيد وجود المادة المعتمة التي يُعتقد أنها تشكل جزءًا كبيرًا من الكون بعيدًا عن الرؤية المباشرة.
المادة المعتمة ودورها في توهج أشعة غاما بالقرب من مركز درب التبانة
تتكون المادة العادية المرئية في الكون من عناصر يمكن رؤيتها عبر أطوال موجية متعددة مثل الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي وأشعة غاما، لكنها لا تمثل إلا حوالي خمسة في المئة فقط من مكونات الكون الكلي؛ أما المادة المعتمة، التي لا تمتص ولا تعكس ولا تبعث أي نوع من الضوء، فتشكل نحو 27 في المئة من الكون، بينما تشكل الطاقة المظلمة ما تبقى بنسبة تقارب 68 في المئة. وبالرغم من اعتماد العلماء على التأثيرات الجاذبية التي تحدثها المادة المعتمة في الكون كدليل غير مباشر على وجودها، إلا أن إثبات وجودها المباشر يظل تحدياً بسبب طبيعتها غير المرئية، لكن التوهج المنتشر لأشعة غاما بالقرب من مركز درب التبانة يشكل نقطة حاسمة قد تقترب من حل هذا اللغز.
تفسير الباحثين لانبعاثات أشعة غاما وعلاقتها بالمادة المعتمة أو النجوم النيوترونية
يرى الباحثون تفسيران رئيسيان لهذه الانبعاثات؛ الأول يربط أشعة غاما بفعل تصادم جسيمات المادة المعتمة التي تتجمع في المنطقة المركزية من مجرة درب التبانة، والثاني يعتقد بأنها تصدر عن مجموعة من النجوم النيوترونية التي تدور بسرعة فائقة، تبعث ضوءًا عبر أطياف كهرومغناطيسية بمعدلات تصل لمئات الدورات في الثانية. وقد تم استخدام محاكاة متقدمة ومقارنة دقيقة بين الافتراضين، مما أظهر تساوي احتمالية صحتهما، وهو ما يجعل الدراسة نقطة انطلاق مهمة لفهم طبيعة المادة المعتمة وتأثيرها على هذه الظاهرة.
نتائج الدراسة وتحديات اكتشاف جسيمات المادة المعتمة مباشرةً
أشارت الدراسة التي نُشرت في مجلة فيزيكال ريفيو ليترز، إلى أن أشعة الغاما الناجمة عن اصطدام جسيمات المادة المعتمة يمكنها أن تولد نفس الإشارات التي تم رصدها عبر تلسكوب فيرمي الفضائي، مما يعزز فرضية ارتباط هذه الظاهرة بالمادة المعتمة. وأوضح عالم الكونيات جوزيف سيلك أن فهم طبيعة المادة المعتمة المنتشرة في مجرتنا وفي الكون برمته يمثل أحد أبرز التحديات العلمية حالياً، كما أشار المؤلف الرئيسي موريتس ميكيل مورو إلى أن المادة المعتمة تُكتشف فقط من خلال تأثيراتها الجاذبية على المادة المرئية، ولم يتم حتى الآن اكتشاف جسيمات المادة المعتمة بشكل مباشر عبر أي تجربة. وتتركز الزيادة الملحوظة في أشعة غاما على بعد نحو 26000 سنة ضوئية من الأرض، والسنة الضوئية تمثل المسافة التي يقطعها الضوء خلال عام كامل، أي حوالي 9.5 تريليون كيلومتر.
- المادة العادية تشكل 5% فقط من الكون
- المادة المعتمة تمثل 27% من كتلة الكون
- الطاقة المظلمة تسيطر على 68% من الكون
- تلسكوب فيرمي الفضائي يرصد فائض أشعة غاما مرجحاً وجود المادة المعتمة
- الافتراضان المتنافسان: المادة المعتمة أم النجوم النيوترونية
| التركيب الكوني | النسبة المئوية |
|---|---|
| المادة العادية | 5% |
| المادة المعتمة | 27% |
| الطاقة المظلمة | 68% |
