სამყაროს ყველაზე ენერგიული სინათლე და ნაწილაკები დიდ საიდუმლოს წარმოადგენენ: არ ვიცით, საიდან მოდის ისინი.
რა თქმა უნდა, ზოგიერთი მათგანის წარმომავლობა ვიცით, მაგრამ სამყაროში იმაზე მეტი გამა-რადიაცია და ნეიტრინოებია, ვიდრე ჩვენი გამოთვლებით უნდა იყოს. თანაც გაცილებით მეტი. ახლახან, ასტრონომებმა ზოგიერთ მათგანს ახსნა მოუძებნეს: თითქმის მიძინებული შავი ხვრელები.
მათი განცხადებით, ამას შეუძლია სამყაროს ჭარბი „რბილი“ გამა-გამოსხივება ახსნას ცივ (არათერმულ) ელექტრონებზე დამოკიდებულების გარეშე — ეს უკანასკნელი კი ყოველთვის საკმაოდ პრობლემური ახსნა იყო, რადგან ელექტრონები თერმალიზებულები საკმაოდ სწრაფად ხდებიან და ეს დრო ზედმეტად ხანმოკლე უნდა იყოს მაღალენერგიულ ნაწილაკთა წარმოსაქმნელად.
გამა-გამოსხივება და ნეიტრინოები იშვიათობას არ წარმოადგენს. გამა-რადიაცია სამყაროში სინათლის ყველაზე ენერგიული ფორმაა და ის წარმოუდგენლად მაღალ ენერგიებზეა დაფიქსირებული — ტერაელექტრონვოლტ დიაპაზონში.
ნეიტრინოები, რომლებსაც მოჩვენება ნაწილაკებსაც უწოდებენ, თითქმის უმასო ნაწილაკებია, რომლებიც სამყაროში დაქრიან და სხვა რაიმესთან თითქმის არ შედიან ურთიერთქმედებაში. მეცნიერებს მაღალ ენერგიებში ისინიც აქვთ დაფიქსირებული.
ასეთ ენერგიათა მისაღწევად, მათში არსებულ ფოტონებსა და ნაწილაკებს კოსმოსური აქსელერატორი (ამაჩქარებელი) ესაჭიროებათ. ასეთები შეიძლება იყოს მაღალენერგიული ობიექტები, მაგალითად, სუპერნოვას ნარჩენები ან მატერიის აქტიურად შთანთქმის პროცესში მყოფი შავი ხვრელი.
თუმცა, იმ შემთხვევაშიც კი, თუ ამ მაღალენერგიულ წყაროებს მხედველობაში მივიღებთ, მაინც რჩება ჭარბი გამა-გამოსხივება დაბალ, „რბილ“ ენერგიებში, ისევე როგორც ჭარბი ნეიტრინოები, რისი ახსნაც საკმაოდ რთულია.
მკვლევართა ჯგუფის განცხადებით, რომელსაც იაპონიის ტოჰოკუს უნივერსიტეტის ასტრონომი შიგეო კიმურა ხელმძღვანელობდა, ეს სიჭარბე შეიძლება სრულიად მოულოდნელი წყაროდან მოდიოდეს: სუპერმასიური შავი ხვრელებიდან, რომლებიც თითქმის, მაგრამ არა სრულად, მიძინებული არიან, ანუ მთლად აქტიურებიც არ არიან.
როდესაც სუპერმასიური შავი ხვრელი აქტიურია, მას გარს აკრავს მტვრისა და გაზის უზარმაზარი დისკო, რომელიც ნელ-ნელა შავ ხვრელში ჩაედინება. შავი ხვრელის გარშემო უზარმაზარი ძალები ამ დროს დისკოს მატერიას იმდენად აცხელებს, რომ ის ელექტრომაგნიტური ტალღის სიგრძის მრავალ დიაპაზონში ანათებს, მათ შორის, გამოყოფს გამა-რადიაციასაც.
გარდა ამისა, მატერიის ნაწილი დისკოს გარეთ, მისი მაგნიტური ველის ხაზებს გასწვრივ მიემართება, რაც ამაჩქარებლის სახით მოქმედებს, პოლუსების მიმართულებით, საიდანაც ეს მატერია კოსმოსში წარმოუდგენლად ჩქარა, სინათლის სიჩქარის მნიშვნელოვანი პროცენტულობით გაიტყორცნება.
მიჩნეულია, რომ ცენტრში ყოველ გალაქტიკას აქვს სუპერმასიური შავი ხვრელი, მაგრამ ყველა მათგანი აქტიური არ არის. მაგალითად, ჩვენი გალაქტიკის სუპერმასიური შავი ხვრელი საკმაოდ მიძინებულია.
კიმურას და მისი ჯგუფის განცხადებით, ჭარბი გამა-გამოსხივება დაბალ ენერგიულ დიაპაზონში — მეგაელექტრონვოლტებში და არა გიგა- ან ტერაელექტრონვოლტებში — შეიძლება წარმოქმნილი იყოს იმ სუპერმასიურ შავ ხვრელთა მიერ, რომლებიც იმდენად ცოტა მატერიას შთანთქავენ და შესაბამისად, ეს პროცესი იმდენად მკრთალია, რომ ჩვენი ტელესკოპები ვერ აფიქსირებენ.
ჯგუფმა გამოთვლები ჩაატარა და დაადგინა, როგორ შეიძლება ხდებოდეს ეს პროცესი. მართალია, რომ ასეთ არააქტიურ შავ ხვრელთა გარშემო გაცილებით ნაკლები მატერია ბრუნავს, მაგრამ ფაქტია, მისი გარკვეული ნაწილი იქ მაინც არის და მაინც ცხელდება.
უფრო მეტიც, ეს პლაზმა მილიარდობით გრადუს ცელსიუსზე უნდა ცხელდებოდეს, რაც საკმარისია მეგაელექტრონვოლტ დიაპაზონში გამა-რადიაციის გამოსამუშავებლად (სწორედ ამას უწოდებენ „რბილ“ გამა გამოსხივებას).
ამ პლაზმაში შესაძლებელია პროტონების მაღალ სიჩქარემდე აჩქარება. როცა ეს მაღალენერგიული პროტონები რადიაციასთან და მატერიასთან ურთიერთქმედებენ, შეუძლიათ წარმოქმნან ნეიტრინოები — შესაბამისად, აიხსნება ჭარბი ნეიტრინოების არსებობაც. სამყაროში კი მართლაც არის საკმარისი რაოდენობის სუპერმასიური შავი ხვრელი, რათა ამ ჭარბ სიგნალთა სულ მცირე მნიშვნელოვანი ნაწილის წარმომავლობა ავხსნათ.
თუმცა, ეს ჯერ მხოლოდ ჰიპოთეზაა, მაგრამ მათემატიკა სწორედ მასზე მიუთითებს. ამ ინფორმაციით შეიარაღებულ ასტრონომებს მომავალი დაკვირვებებისას უფრო უნდა გაუადვილდეთ, სად და რა ეძებონ; როგორც ჩანს, ამ დროისათვის აუხსნელ, ჭარბი გამა-გამოსხივების საიდუმლოს მალე აეხდება ფარდა.
კვლევა Nature Communications-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
