სადღაც, ჩვენგან შორს, კოსმოსში, იმალება ძალიან დიდი ოდენობით მატერია, რომლის პოვნასაც ვერ ვახერხებთ.
რაოდენობა მართლაც უზარმაზარია. მიჩნეულია, რომ სამყაროს მასის დაახლოებით 70-80 პროცენტს შეადგენს იდუმალებით მოცული მასალა, რომელსაც ბნელ მატერიას უწოდებენ. ნორმალური მატერია უმცირესობაშია. არადა, სწორედ ნორმალური მატერიისგან შედგება ყველაფერი, რისი დანახვა ან დაფიქსირებაც შეგვიძლია — ყველა ვარსკვლავი, პლანეტები, შავი ხვრელები, მტვერი, გაზი, მთვარეები, ადამიანები.
სად იმალება მთელი ამდენი ბნელი მატერია? არ ვიცით. თუმცა, არსებობს გზები, რომლებითაც მისი დაფიქსირება უნდა შევძლოთ და ერთ-ერთი ეს გზა სწორედ აქ, მზის სისტემაშია.
იუპიტერის ღამის მხარეს, ატმოსფეროში დაკიდებულია ინფრაწითელი ნათება, რომელსაც შეიძლება, სწორედ ამ მატერიასთან ურთიერთქმედება წარმოქმნიდეს.
იქ უხვად არის წყალბადის დამუხტული იონები, რომლებსაც ტრიწყალბადის კათიონებს (H3+) უწოდებენ. მიუხედავად იმისა, რომ იუპიტერის ატმოსფეროში H3+ -ის წარმოქმნა რამდენიმე კოსმოსურ პროცესს შეუძლია, ბნელ მატერიასთან ურთიერთქმედებამ იმაზე მეტი უნდა წარმოქმნას, რასაც იქ შეიძლება ველოდეთ.
„აღვნიშნავთ, რომ ბნელმა მატერიამ პლანეტის ატმოსფეროში შეიძლება წარმოქმნას H3+ -ის დამატებითი წყარო. ის მაშინ უნდა წარმოიქმნას, თუკი გაბნეულ ბნელ მატერიას პლანეტები იჭერენ, შესაბამისად, ანადგურებენ და ამ დროს წარმოიქმნება მაიონიზებელი რადიაცია“, — წერენ პრინსტონის უნივერსიტეტის ფიზიკოსი კარლოს ბლანკო და სტენფორდის უნივერსიტეტის მკვლევარი რებეკა ლინი.
მიუხედავად იმისა, რომ ბნელი მატერიის პირდაპირ დაფიქსირება არ შეგვიძლია და როგორც ჩანს, ის არც ნორმალურ მატერიასთან ურთიერთქმედებს ისე, რომ ამის არაპირდაპირ დაფიქსირება შევძლოთ, არსებობს მისი დაფიქსირების ერთი გზა. სამყაროში ობიექტები იმაზე მეტი გრავიტაციის გავლენის ქვეშ მოძრაობენ, ვიდრე ამას ნორმალური მატერია უნდა წარმოქმნიდეს.
მას შემდეგ, რაც ნორმალური მატერიის წვლილს გამოვაკლებთ, რჩება მხოლოდ ბნელ მატერიასთან დაკავშირებული გრავიტაცია. სწორედ ასე ვიცით, რომ იქ რაღაც არის და შეგვიძლია მისი რაოდენობაც გავზომოთ.
არსებობს მრავალი თეორიული კანდიდატი იმისა, თუ რა შეიძლება იყოს ბნელი მატერია და ბევრ ამ კანდიდატს აქვს თვისებები, რომელთა დაფიქსირებაც სხვადასხვა გზით უნდა იყოს შესაძლებელი.
ერთ-ერთი იდეის მიხედვით, ბნელი მატერია თვითგანადგურებადია. როდესაც ბნელი მატერიის ორი ნაწილაკი ერთმანეთს ეჯახება, ისინი ერთმანეთს სპობენ და წარმოქმნიან სიცხის ან სინათლის პატარა ანთებას, ანდაც ორივეს.
ბლანკოს და ლინის აზრით, სწორედ ასეთი თვითგანადგურება უნდა ხდებოდეს პლანეტათა ატმოსფეროს ზედა ნაწილში, შრეში, რომელსაც იონოსფეროს უწოდებენ.ბნელი მატერიის ნაწილაკებს იქ პლანეტის გრავიტაცია იჭერს და იონოსფეროში გზავნის, სადაც ისინი ერთმანეთს სპობენ.
მკვლევართა აზრით, ამ პროცესის მოსახდენად, იუპიტერი საუკეთესო ადგილი უნდა იყოს. ის მზის სისტემაში უდიდესი პლანეტური სხეულია, აქვს შედარებით ცივი ბირთვი და შესაბამისად, ბნელი მატერიის ყველაზე ეფექტიანი ლოკალური დამჭერი უნდა იყოს.
ოცი წლის წინ, როდესაც სატურნის სისტემისკენ მიმავალმა ზონდმა „კასინიმ“ იუპიტერს ჩაუფრინა, მის ბორტზე მოქმედებდა ინსტრუმენტი, სახელად ვიზუალური და ინფრაწითელი სპექტრომეტრი (VIMS), რომელმაც შეიძლება ბნელი მატერიის ამ ჰიპოთეტური თვითგანადგურების ხელწერაც დააფიქსირა.
ახლა, ჩვენ უნდა ველოდეთ არა თავად ამ განადგურების შედეგად წარმოქმნილი რადიაციის დანახვას, არამედ მის პროდუქტს. შეიძლება მოხდეს ამ რადიაციის იონიზება, რაც ნიშნავს იონოსფეროში ატომებიდან ელექტრონების ამოვარდნას და დაკარგვას. შედეგად უნდა მივიღოთ დადებითად დამუხტული H3+, ინფრაწითელი ნათება, რომლის დაფიქსირებაც ინსტრუმენტ VIMS-ისთვის შესაძლებელი უნდა ყოფილიყო.
პრობლემა ის არის, რომ მზის სისტემაში არსებობს იონიზების მრავალი აქტიური პროცესი. იონიზაცია შეუძლია მზის რადიაციას. იუპიტერის პოლუსებთან უზარმაზარი ციალი აქვს, რაც ასევე წარმოქმნის H3+ -ს. ამიტომ, ბლანკომ და ლინმა იუპიტერის ეკვატორული რეგიონის ღამის დროს ჩატარებული გაზომვები შეისწავლეს; გაზომვები სამი საათის განმავლობაში იყო ჩატარებული იუპიტერის ორივე მხარეს შუაღამისას. ამ რეგიონებში პოლარული ციალის გავლენა მინიმალურია და იონოსფეროზე არც მზის სინათლე ზემოქმედებს.
მიუხედავად იმისა, რომ ჭარბი H3+ არ დაფიქსირდა, შედეგებმა მკვლევრებს მისცა მინიშნებები იმისა, თუ როგორ უნდა იქცეოდეს ბნელი მატერიის ეს კონკრეტული ტიპი, რაც საკვანძო ცნობებს გვაწვდის მზის სისტემის მიღმა, სხვა პლანეტებზე ბნელი მატერიის დაფიქსირებისთვის.
„ისტორიაში პირველად ვაჩვენეთ, რომ ბნელ მატერიას პლანეტურ ატმოსფეროში მაიონიზებელი რადიაციის წარმოქმნა შეუძლია, რისი დაფიქსირებაც შესაძლებელია ატმოსფერული ტრიწყალბადის კათიონების ჭარბი რაოდენობის სახით. მომავალში, ბნელი მატერიის ატმოსფერული იონიზაცია იუპიტერის მსგავს ეგზოპლანეტებზე შეიძლება დავაფიქსიროთ პლანეტური სპექტრის მაღალი სიზუსტის გაზომვებით“, — წერენ ბლანკო და ლინი.
კვლევა Physical Review Letters-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
