المادة المعتمة دليل وجودها عبر توهج أشعة جاما في مركز مجرة درب التبانة يشكل اكتشاف توهج أشعة جاما المنتشر قرب مركز مجرة درب التبانة خطوة مهمة نحو تأكيد وجود المادة المعتمة، تلك المادة الغامضة التي لا تُرى ولكن يعتقد أنها تشكل ما يزيد على ربع الكون؛ إذ يُمثل فهم طبيعتها جوهر العديد من أبحاث الفيزياء الحديثة والكونيات.
اكتشاف العلاقة بين المادة المعتمة وتوهج أشعة جاما في مركز مجرة درب التبانة
يركز العلماء على دراسة التوهج المنتشر لأشعة جاما قرب مركز مجرة درب التبانة، التي تقع ضمنها المجموعة الشمسية، وسط اعتقاد متزايد بأن هذا التوهج يعكس آثار المادة المعتمة. تتكون المادة المرئية في الكون فقط من نحو ٥% من مجموع المكونات الكونية التي تشمل الذرات والجسيمات التي تمتص وتعكس الضوء بأطوال موجية متعددة كالضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء وأشعة جاما. بالمقابل، يشرح العلماء أن المادة المعتمة لا تصدر أو تمتص أو تعكس أي شكل من الضوء، لكنها على الأرجح تمثل حوالي ٢٧% من الكون، في حين يشكل المكون الغامض الآخر المعروف باسم الطاقة المظلمة الـ ٦٨% المتبقية.
التفسيرات العلمية لانبعاثات أشعة جاما وتأثيرها على تأكيد وجود المادة المعتمة
رصد تلسكوب فيرمي الفضائي فائضًا في إشعاع أشعة جاما بجوار مركز مجرة درب التبانة، مما دفع العلماء إلى اقتراح تفسيرين رئيسيين لهذا الانبعاث؛ الأول يفترض أن هذه الأشعة ناجمة عن تصادمات جسيمات المادة المعتمة التي تتجمع في تلك المنطقة، أما التفسير الثاني فينسبها لفئة معينة من النجوم النيوترونية التي تدور بسرعة هائلة وتصدر أشعة عبر الطيف الكهرومغناطيسي. وقد أجريت محاكاة متقدمة للمقارنة بين هاتين الفرضيتين، متوصلين إلى أن احتمال صحة كل منهما متساوٍ، وهو ما يجعل توهج أشعة جاما دليلاً محتملاً على وجود المادة المعتمة.
التأثيرات والجاذبية: كيف يمكن للمادة المعتمة أن تُكتشف رغم عدم رؤيتها؟
يرى العلماء أن المادة المعتمة تُكتشف من خلال تأثيراتها الجاذبية على المادة المرئية؛ ذلك لأنها لا تبعث أو تحجب الضوء، مما يجعل رصدها المباشر تجربة صعبة للغاية، وقد استمرت الأبحاث لعقود دون اكتشاف جسيماتها مباشرة. أكد جوزيف سيلك، عالم الكونيات في جامعة جونز هوبكنز ومعهد فيزياء الفلك في باريس، أن فهم طبيعة هذه المادة في مجرتنا والكون ككل ما زال من أبرز التحديات الفيزيائية الآن، مشيرًا إلى أن نتائج الدراسة تظهر توافق بيانات أشعة جاما مع فرضية المادة المعتمة بقدر توافقها مع فرضية النجوم النيوترونية.
لاحظ العلماء أن فائض أشعة جاما تم رصده في منطقة تبعد نحو ٢٦ ألف سنة ضوئية عن الأرض، حيث تمثل السنة الضوئية المسافة التي يقطعها الضوء خلال عام كامل، أي ما يعادل حوالي ٩٫٥ تريليون كيلومتر.
- المادة المرئية تشكل نحو 5% فقط من الكون؛
- المادة المعتمة تشكل حوالي 27% من الكون وتؤثر عبر الجاذبية؛
- الطاقة المظلمة تغطي 68% من الطاقة الكونية الإجمالية، وتبقى غامضة الطابع؛
- توفر فائض أشعة جاما قرب مركز المجرة دليلاً مهماً على المادة المعتمة؛
- تشير المحاكاة الحديثة إلى تساوي احتمالية تفسير توهج أشعة جاما بين المادة المعتمة والنجوم النيوترونية.
| المكون الكوني | النسبة المئوية |
|---|---|
| المادة المرئية | 5% |
| المادة المعتمة | 27% |
| الطاقة المظلمة | 68% |
تشير هذه النتائج المتقدمة إلى أن توهج أشعة جاما قرب مركز مجرة درب التبانة يمكن أن يقدم أدلة مهمة تدعم وجود المادة المعتمة، ما يعزز جهود العلماء في سبر أغوار هذه المكونات الخفيّة التي تشكل معالم الكون وتحدد مصيره، مما يجعل فهمها مفتاحًا لفهم أعمق للطبيعة الكونية.
