اكتشاف المادة المظلمة من خلال تأثيرات الجاذبية

علماء الفلك باستخدام مراصد الطاقة العالية لوكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا اكتشف فكرة محيرة أن يلمح أحد المقومات بعيد المنال من الكون لدينا: المادة المظلمة.

على الرغم من اعتقاد العلماء بأن الماة المظلمة ربما تكون غير مرئية، لعدم أنبعاث  وامتصاص الضوء منها، و لكن يمكن الكشف عن المادة المظلمة من خلال تأثير الجاذبية على الحركات وظهور كائنات أخرى في الكون، مثل نجوم أو مجرات.

بناء على هذه الأدلة غير المباشرة، يعتقد علماء الفلك أن المادة المظلمة هو نوع من المسألة المهيمنة في الكون - لكنها تبقى غامضة.

الآن تلميحا قد تم العثور من خلال دراسة المجرات، أكبر التجمعات الكونية للمادة ملزمة معا عن طريق الجاذبية.

عناقيد المجرات لا تحتوي فقط على مئات المجرات، ولكن أيضا على كمية ضخمة من الغاز الساخن لملء الفراغ بينهما.

ومع ذلك،

فأن قياس تأثير الجاذبية لهذه المجموعات تبين أن المجرات والغاز لا يشكلون سوى نحو خمس اجمالي المجرات - ويعتقد أن بقية من هذه المجرات وعناقيدها النجمية تتكون من المادة المظلمة.

الغاز الذي يتخللها هو أساسا الهيدروجين, وتصل درجة حرارته إلى في أكثر من 10 مليون درجة مئوية، وهو ساخن بما فيه الكفاية لتنبعث منها الأشعة السينية. آثار من العناصر الأخرى التي تساهم أشعة 'خطوط' إضافية عند أطوال موجية محددة.

دراسة الملاحظات من قبل وكالة الفضاء الأوروبية XMM نيوتن و مقراب شاندرا من الفضاء التابع لناسا هذه الخطوط مميزة في 73  من عناقيد المجرات،

1.    عثر علماء الفلك على

·        خط خافت الفتنة في طول موجة حيث لا شيء قد شوهد من قبل.

·         إشارة غامضة في المجرة العنقودية فرساوس

"إذا كانت هذه إشارة غريبة قد يسببه عنصر معروف في الوقت الحاضر من الغاز، كان ينبغي أن تترك إشارات أخرى في ضوء الأشعة السينية في الأطوال الموجية الأخرى المعروفة، ولكن لم تسجل أيا من هذه"،

 ويقول الدكتور إسراء بلبل من مركز هارفارد سميثونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج، ماساشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية، والمؤلف الرئيسي لهذه الورقة مناقشة النتائج.

"لذا كان علينا أن نبحث عن تفسير ما وراء عالم المعروف، مسألة عادية."

((أقترح علماء الفلك أن الانبعاثات قد تنشأ نتيجة اضمحلال نوع غريب من الجسيمات دون الذرية المعروفة باسم 'نيوترينو عقيم "))، ولكن لم يتم الكشف حتى الآن.

النيوترونات هي جسيمات العادية منخفضة الكتلة جدا, لاتتفاعل إلا نادرا مع المسألة عبر ما يسمى القوة النووية الضعيفة، وكذلك عن طريق الجاذبية. ويعتقد أن النيوترونات العقيمة للتفاعل مع المادة العادية من خلال الجاذبية وحدها، مما يجعلها مرشحة ممكن المادة المظلمة.

"إذا كان تفسير الملاحظات الجديدة لدينا هو الصحيح، يمكن أن تتكون على الأقل جزء من المادة المظلمة في مجموعات كوكبة من النيوترونات العقيمة"، ويقول الدكتور بلبل.

أن عناقيد المجرات التي شملتها الدراسة تكمن في مجموعة واسعة لمسافات تقع بين العناقيد، تتراوح السمافة  بينها أكثر من مائة مليون سنة ضوئية الى بضعة بلايين سنة ضوئية.

تم العثور على الغامض، إشارة خافت من خلال الجمع بين الملاحظات متعددة من الكتل، وكذلك في صورة فردية من الكتلة فرساوس، وهو هيكل ضخم في حي الكونية لدينا.

الآثار المترتبة على هذا الاكتشاف قد تكون بعيدة المدى، ولكن يجري الباحثون الحذر. وهناك حاجة إلى مزيد من الملاحظات مع XMM نيوتن، شاندرا وغيرها من التلسكوبات ذات الطاقة العالية من أكثر المجموعات قبل أن يتم تأكيد الصدد إلى المادة المظلمة.

"وكان هذا الاكتشاف الغريب باستخدام الأشعة السينية ممكنا من ذلك بفضل أرشيف مقراب XMM نيوتن، وقدرة مرصدة لجمع الكثير من الأشعة السينية عند أطوال موجية مختلفة، مما يؤدي إلى هذا الخط غير المكتشف سابقا،" 
تعليقات نوربرت Schartel، XMM لوكالة الفضاء الأوروبية نيوتن مشروع عالم.

واضاف "سيكون مثيرا للغاية للتأكد من أن XMM نيوتن ساعدتنا في العثور على أول إشارة مباشرة من المادة المظلمة.  الأئتمانات وكالة الفضاء الأوربية اصدار

24 يونيو 2014