მთელ სამყაროში ყველაზე კაშკაშა კოსმოსური აფეთქება შეიძლება ბნელი მატერიის ნაწილაკებს მალავდეს — #1tvმეცნიერება
მთელ სამყაროში ყველაზე კაშკაშა კოსმოსური აფეთქება შეიძლება ბნელი მატერიის ნაწილაკებს მალავდეს — #1tvმეცნიერება

2022 წლის ოქტომბერში, მეცნიერებმა ჩვენგან 2,4 მილიარდი სინათლის წლის მანძილზე მდებარე ვარსკვლავის ფეთქებადი სიკვდილი დააფიქსირეს; ეს აფეთქება აღრიცხულთა შორის ყველაზე კაშკაშა იყო.

როდესაც ვარსკვლავის ბირთვი შავ ხვრელად კოლაფსირდა, ვარსკვლავის (მოვლენას GRB 221009A უწოდეს) მიერ გამოყოფილი გამა-გამოსხივების ანთება 18 ტერაელექტრონვოლტამდე ენერგიით ამოიფრქვა. გამა-გამოსხივების ამოფრქვევები სამყაროში ისედაც ყველაზე კაშკაშა აფეთქებებია; მაგრამ GRB 221009A აბსოლუტურად რეკორდული იყო, რის გამოც, ზედმეტსახელად BOAT უწოდეს (Brightest Of All Time — ყველა დროის ყველაზე კაშკაშა).

თუმცა, მკვლევართა ჯგუფის განცხადებით, რომელსაც იტალიის ასტროფიზიკის ეროვნული ინსტიტუტის ასტროფიზიკოსი ჯორჯო გალანტი ხელმძღვანელობდა – სურათში რაღაც რიგზე ვერ იყო. სამყაროს მოწინავე მოდელებზე დაყრდნობით, აღმომჩენი ობსერვატორიის, LHAASO-ს მონაცემებში 10 ტერაელექტრონვოლტზე უფრი მძლავრი ფოტონების დანახვა არ უნდა შეგვეძლოს.

2,4 მილიარდი წლის მანძილზე, 10 ტერაელექტრონვოლტზე მაღალი ენერგიის მქონე ფოტონები ძლიერ უნდა შთაინთქას სხვა ძლიერ მძლავრ ფოტონებთან ურთიერთქმედებით გალაქტიკებს შორის მკრთალ სინათლეში, ე. წ. ექსტრაგალაქტიკურ ფონურ სინათლეში.

საინტერესოა, რა ხდება? მთელი ეს ქაოსი გაქრება, თუკი ამ ნაზავში შევიტანთ აქსიონის მსგავს ნაწილაკებს — იდუმალი ბნელი მატერიის ერთ-ერთ წამყვან კანდიდატს; ბნელი მატერია, როგორც ამას სიმების თეორია პროგნოზირებს, სამყაროს მასის დიდ ნაწილს შეადგენს.

„ვაჩვენეთ, რომ პრობლემა გადაჭრილია, თუკი შემოვიტანთ ფოტონების ურთიერთქმედებას აქსიონის მსგავს ნაწილაკებთან (ALP)“, — წერს ჯგუფი პუბლიკაციაში, რომელიც ხელმისაწვდომია რეცენზირებამდელ სერვერზე arXiv.

აქსიონის მსგავს ნაწილაკებს სიმების თეორია პროგნოზირებს და ბნელი მატერიის საუკეთესო კანდიდატები არიან; შეუძლიათ წარმოქმნან სპექტრული და პოლარიზაციის ეფექტები ასტროფიზიკურ წყაროზე გარე მაგნიტური ველების არსებობის პირობებში. კერძოდ, GRB 221009A-ს შემთხვევაში, ფოტონი-აქსიონის მსგავსი ნაწილაკების რხევა ხდება ჯვარედინად მაგნეტიზებულ გარემოში, ანუ მასპინძელ გალაქტიკაში, ექსტრაგალაქტიკურ სივრცეში, ირმის ნახტომში, რასაც ნაწილობრივ ამცირებს ექსტრაგალაქტიკური ფონური სინათლის მიერ შთანთქმა იმ დონემდე, რომ ობსერვატორია LHAASO-მ GRB 221009A და მისი სპექტრის დაფიქსირება შეძლო“, — წერენ მკვლევრები.

ბნელი მატერია სამყაროს შესახებ ერთ-ერთი უდიდესი ამოუხსნელი საკითხია. თუ გავითვალისწინებ მთელ ნორმალურ მატერიას — ვარსკვლავებს, გაზს, შავ ხვრელებს, გალაქტიკებს, მტვერს, ნებისმიერ რამეს, რისი პირდაპირ დაფიქსირებაც შეგვიძლია — მაინც რჩება დიდი ოდენობით გრავიტაცია. რაც არ უნდა იყოს ამ გრავიტაციის წარმომქმნელი ეს რაღაც, ნორმალური მატერიისგან ის ძლიერ განსხვავდება. სამყაროს მასის 85 პროცენტს ბნელი მატერია შეადგენს.

არ ვიცით, რა არის ბნელი მატერია, მაგრამ არსებობს მრავალი შესაძლო კანდიდატი. ლიდერ კანდიდატებს შორისაა აქსიონები. მიჩნეულია, რომ ეს ჰიპოთეტური ნაწილაკები თითქოს ნეიტრინოების მსგავსად იქცევიან, ანუ ნორმალურ მატერიასთან დიდად არ ურთიერთქმედებენ და სწორედ ამის გამოა მათი დაფიქსირება რთული. თუმცა, ასევე პროგნოზირებულია, რომ ისინი ბნელი მატერიის მსგავსადაც იქცევიან და შესაბამისად, ასტროფიზიკოსები მათი არსებობის მტკიცებულებებს ეძებენ.


აქსიონის მსგავს ნაწილაკთა მტკიცებულება გალანტიმ და მისმა კოლეგებმა ადრე შორეული ბლაზარების სინათლეში იპოვეს — უკიდურესად აქტიურ გალაქტიკებში, რომლებიც სინთლითაა გადაკაშკაშებული. თუმცა, აღრიცხულთა შორის ყველაზე კაშკაშა გამა-გამოსხივების აფეთქება წარმოადგენს ახალ ლაბორატორიას აქსიონების საძებნელად.

ექსტრაგალაქტიკური ფონური სინათლის უახლესი მოდელების მიხედვით, შორ მანძილზე მოძრავი მაღალენერგიული გამა-გამოსხივების ფოტონები ფონურ სინათლესთან იმდენად ძლიერ უნდა ურთიერთქმედებდნენ, რომ ჩვენამდე მოღწევა არ უნდა შეეძლოთ. მკვლევართა გათვლებით, ფოტონებსა და აქსიონებს შორის ურთიერთქმედება გალაქტიკათშორის სივრცეს უფრო გამჭვირვალეს უნდა ხდიდეს მაღალი ენერგიის სინათლის მიმართ.

ამიტომ, მკვლევართა განცხადებით, ის ფაქტი, რომ LHAASO-მ 18 ტერაელექტრონვოლტამდე ფოტონების დაფიქსირება შეძლო, შეიძლება წარმოადგენდეს აქსიონების პირველ არაპირდაპირ დაფიქსირებას.

დასკვნა კი ისაა, რომ დადასტურებამდე ჯერ კიდევ ბევრი სამუშაოა ჩასატარებელი. ამავე დროს, ძებნა შესაძლებელია სხვა ადგილებშიც, განსაკუთრებით ნეიტრონულ ვარსკვლავებში, საიდანაც შეიძლება აქსიონები წარმოუდგენელი სისწრაფით იფრქვეოდეს.

პუბლიკაცია ხელმისაწვდომია arXiv-ზე.

მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.