მზის სისტემის მიღმა არსებული გიგანტური პლანეტები შეიძლება ის გასაღები აღმოჩნდეს, რომლის საფუძველზეც დავადგინოთ, თუ როგორ ვლინდება სამყაროში ბნელი მატერია.
ახალი კვლევის თანახმად, ბნელი მატერიის ერთ კონკრეტულ მოდელს უნდა შეეძლოს დაინახოს გიგანტური პლანეტების ბირთვებში დაგროვებული იდუმალი მასა, რომელიც ციცქნა შავ ხვრელად კოლაფსირდება და შემდეგ იწყებს მიმდებარე მატერიის შთანთქმას.
თუკი მეცნიერები ამ გზით წარმოქმნილი პლანეტური მასის ობიექტის პოვნას შეძლებენ, ამით შეიძლება დადასტურდეს ბნელი მატერიის ისეთი მძიმე ფორმის არსებობა, რომელიც საკუთარ თავს არ ანადგურებს.
„თუკი ბნელი მატერიის ნაწილაკები საკმარისად მძიმეა და მოსპობას (ანინჰალაცია) არ განიცდიან, საბოლოოდ შეიძლება ციცქნა შავ ხვრელად კოლაფსირდნენ. შემდეგ ამ შავმა ხვრელმა ზრდა უნდა დაიწყოს და მთლიანი პლანეტა შთანთქას, გადააქციოს შავ ხვრელად, რომელსაც ზუსტად ამ პლანეტის მასა ექნება. ასეთი შედეგი შესაძლებელია მხოლოდ სუპერმძიმე, არაანინჰილირებადი ბნელი მატერიის მოდელის ქვეშ“, — ამბობს რივერსაიდის კალიფორნიის უნივერსიტეტის ასტროფიზიკოსი მეჰრდად ფორუტან-მეჰრი.
როგორც ჩანს, სამყარო გადავსებულია ბნელი მატერიით. სწორედ მასზე მოდის სამყაროში არსებული მთელი მატერიის 85 პროცენტი. ამის შესახებ იქიდან ვიცით, რომ სამყაროში იმაზე მეტი გრავიტაციაა, ვიდრე მხოლოდ ნორმალური მატერიის არსებობის პირობებში უნდა იყოს; თუმცა, ბნელი მატერიის პირდაპირ დაფიქსირება ამ დრომდე ვერ ხერხდება.
ეს კი იმას ნიშნავს, რომ არ ვიცით, რეალურად რა არის ბნელი მატერია… მაგრამ მეცნიერები ცდილობენ საკითხის მაქსიმალურად დავიწროებას. არსებობს რამდენიმე მთავარი კანდიდატი და ყველა მათგანი ერთმანეთისგან ოდნავ განსხვავებულად იქცევა.
იმის დადგენა, თუ რას წარმოადგენს ეს ქცევები და როგორ გამოჩნდებოდა ისინი სამყაროში, მეცნიერებს დაეხმარება ისეთი ექსპერიმენტების შექმნაში, რომლებშიც უკეთესად გამოავლენენ ბნელი მატერიის უფრო ბუნდოვან მახასიათებლებს.
ასე მივიდნენ ისინი გიგანტურ პლანეტათა ბირთვში ბნელი მატერიის აკუმულირების საკითხთან. ფორუტან-მეჰრისა და მისი კოლეგის, ასტროფიზიკოს ტარა ფეთერლოფის მიერ ჩატარებული ახალი კვლევის თანახმად, მძიმე ბნელი მატერია, რომელიც საკუთარ თავს არ ანადგურებს, ანუ, ბნელი მატერიის ნაწილაკები, რომლებიც ამავდროულად არ წარმოადგენენ საკუთარი ანტინაწილაკებს — შეიძლება დაიჭიროს გიგანტურმა პლანეტებმა, ენერგია დაკარგონ და ბირთვისკენ ჩაეშვან, სადაც ხდება მათი აკულუმირება.
თანდათანობით, ეს აკუმულირება შეიძლება იმხელა გახდეს, რომ რომ საკუთარი გრავიტაციის ქვეშ კოლაფსირდეს და ციცქნა შავი ხვრელი წარმოქმნას.
„სხვადასხვა ზომის, ტემპერატურისა და სიმკვრივის გაზოვან პლანეტებში, შავი ხვრელები შეიძლება დაკვირვებად დროის შუალედში წარმოიქმნას; ერთი პლანეტის სიცოცხლის განმავლობაში, პოტენციურად შეიძლება მრავალი შავი ხვრელიც წარმოიქმნას“, — განმარტავს ფორუტან-მეჰრი.
მისი განცხადებით, შედეგები აჩვენებს, როგორ შეიძლება გამოვიყენოთ ეგზოპლანეტების კვლევები სუპერმძიმე ბნელი მატერიის ნაწილაკებზე სანადიროდ, განსაკუთრებით იმ რეგიონებში, რომლებიც სავარაუდოდ მდიდარია ბნელი მატერიით; ერთ-ერთი ასეთი რეგიონი შეიძლება იყოს ირმის ნახტომის გალაქტიკური ცენტრი.
თუმცა, ამ პროცესის პოვნას თან ახლავს რამდენიმე გამოწვევა. მათგან უდიდესი ისაა, რომ არ გვაქვს ამ საქმისთვის საკმარისად მგრძნობიარე ტექნოლოგია. მაგალითად, იუპიტერის მასის შავი ხვრელის სიგანე სულ რაღაც 5,6 მეტრი იქნებოდა.
თუმცა, კაცობრიობა გამუდმებით აუმჯობესებს კოსმოსზე დაკვირვების ტექნოლოგიებს. სულაც არ არის მთლად შეუძლებელი, რომ ერთ მშვენიერ დღეს გამოჩნდეს საკმარისი სიმძლავრის ინსტრუმენტები, რომლებიც პლანეტური მასის შავი ხვრელის დაფიქსირებას შეძლებენ.
„თუკი ასტრონომები პლანეტური მასის შავ ხვრელთა პოპულაციის აღმოჩენას შეძლებენ, გაჩნდება ძლიერი მტკიცებულება სუპერმძიმე არაანინჰილირებადი ბნელი მატერიის მოდელის სასარგებლოდ. რადგან ვაგრძელებთ მეტი მონაცემის შეგროვებას და ინდივიდუალურ პლანეტათა უფრო დეტალურად კვლევას, ეგზოპლანეტებმა შეიძლება გადამწყვეტი ცნობები მოგვცენ ბნელი მატერიის ბუნების შესახებ“, — აღნიშნავს ფორუტან-მეჰრი.
კვლევა Physical Review D-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია news.ucr.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
