اكتشف العلماء دليلا قويا على وجود المادة المعتمة التي تشكل ما يزيد قليلا عن ربع الكون.

المادة المعتمة

وتؤكد دراسة نشرتها مجلة Physical Review journal، أن أقوى دليل تجريبي على وجود المادة المعتمة هو فائض أشعة جاما في مركز المجرة، الذي رصده تلسكوب فيرمي، بل وتنبأ به قبل اكتشافه كعلامة محتملة للمادة المظلمة من خلال تفاعلات الجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل مع المادة المظلمة التي تشكل 27% من حجم الكون.

ومع ذلك، فإن تفسيرًا مقنعًا بنفس القدر لتدفق أشعة جاما الزائد يشير إلى مجموعة من النجوم النابضة القديمة التي تعمل بالملي ثانية، والتي تُفسر أيضًا الشكل الصندوقي المرصود والمستنتج من انتفاخ مجموعة النجوم القديمة.

واستخدم العلماء مجموعة من المجرات الشبيهة بمجرة درب التبانة، والتي وُجدت في عمليات محاكاة مقيدة بالهيستيا للكون المحلي، لاستكشاف الشكل الغني لتوزيع المادة المظلمة المركزية، بدافع من اكتشاف GAIA لتاريخ اندماج مبكر قوي لمجرة درب التبانة.

وتوقعوا شكلًا غير كروي بشكل ملحوظ لأشعة غاما من تفسير الجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل. ينبغي للتجارب المستقبلية، مثل مصفوفة تلسكوب شيرينكوف، التي تمتد إلى طاقات أعلى، أن تميز بين التفسيرات المتنافسة.

وجدير بالذكر، أن كل شيء مرئي في الكون يتشكل من المادة العادية التي يمكن رؤيتها في أطوال موجية مختلفة، مثل الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي وأشعة جاما، لكن المادة العادية ذاتها لا تشكل سوى نحو 5% من الكون، أما المادة المعتمة، التي لا تمتص أو تعكس أو تبعث أي ضوء، فيبدو أنها تشكل نحو 27 % من الكون مع وجود مكون غامض آخر يسمى الطاقة المظلمة يمثل نحو 68 % المتبقية.

وأشار العلماء إلى تفسيرين مختلفين لانبعاثات أشعة جاما، الأول أنها ناجمة عن تصادم جسيمات المادة المعتمة المجتمعة في هذه المنطقة من المجرة، والتفسير الآخر هو أنها ناجمة عن فئة من النجوم النيوترونية التي تبعث الضوء عبر طيف كهرومغناطيسي أثناء دورانها مئات المرات في الثانية الواحدة.

وأظهرت الدراسة أن أشعة جاما الناتجة عن تصادمات جسيمات المادة المعتمة ستنتج نفس إشارة أشعة جاما التي رصدها تلسكوب فيرمي.

وكشف المؤلف الرئيسي للدراسة، موريتس ميكيل مورو من جامعة تارتو ومعهد لايبنيز لفيزياء الفلك بمدينة بوتسدام في ألمانيا، بأن المادة المعتمة لا تصدر انبعاثات أو تحجب الضوء، لذلك لا يمكننا اكتشافها إلا من خلال تأثيراتها المرتبطة بالجاذبية على المادة المرئية؛ وعلى الرغم من إجراء بحوث على مدى عقود، لم تكتشف أي تجربة حتى الآن جسيمات المادة المعتمة بشكل مباشر.

وصرح عالم الكونيات جوزيف سيلك من جامعة جونز هوبكنز في ميريلاند ومعهد فيزياء الفلك بجامعة باريس- السوربون، وهو أحد المشاركين في الدراسة، بأن فهم طبيعة المادة المعتمة المنتشرة في مجرتنا والكون بأكمله هو أحد أكبر المشكلات في الفيزياء.