როდესაც ხომალდი New Horizons-ი პლუტონს გასცდა და მზის სისტემის გარე, ბნელ ნაწილში შევიდა, მისმა ინსტრუმენტებმა რაღაც უცნაური დააფიქსირეს.
ვარსკვლავებს შორის სივრცე, ძალიან, ძალიან მკრთალად ანათებდა ოპტიკური სინათლით. თავის მხრივ, ეს მოულოდნელი არ ყოფილა; ამ სინათლეს კოსმოსურ ოპტიკურ ფონს უწოდებენ და წარმოადგენს გალაქტიკის გარეთ, სამყაროში არსებულ სინათლის წყაროთა მკრთალ ნათებას.
უცნაური იყო სინათლის რაოდენობა. ის იმაზე გაცილებით მეტი იყო, ვიდრე მეცნიერებს წარმოედგინათ — ორჯერ მეტი.
ახალ პუბლიკაციაში, მეცნიერები ამ ჭარბი ოპტიკური სინათლის შესაძლო ახსნას წარმოგვიდგენენ: ის შეიძლება ბნელ მატერიასთან სხვა მხრივ დაუფიქსირებელი ურთიერთქმედების ქვეპროდუქტი იყოს.
„ამ კვლევის შედეგები ჭარბი კოსმოსური ოპტიკური ფონის პოტენციურ ახსნას გვთავაზობს, ამის საშუალება დამოუკიდებელმა დაკვირვებებმა მოგვცა და შეიძლება პასუხი გავცეთ ერთ-ერთ ერთ-ერთ დიდი ხნის უცნობს კოსმოლოგიაში: ბნელი მატერიის ბუნებას“, — წერს მკვლევართა ჯგუფი, რომელსაც ჯონს-ჰოპკინსის უნივერსიტეტის ასტროფიზიკოსი ხოსე ლუის ბერნალი ხელმძღვანელობდა.
სამყაროს შესახებ ბევრი კითხვა გვაქვს, მაგრამ ბნელი მატერია მათ შორის უდიდესია. ამ სახელს ვუწოდებთ სამყაროს იდუმალ მასას, რომელიც კონცენტრირებულ ადგილებში იმაზე მეტ გრავიტაციას წარმოქმნის, ვიდრე ეს იქ უნდა იყოს.
მაგალითად, გალაქტიკები იმაზე სწრაფად ბრუნავენ, ვიდრე მათი ხილული მატერიის მიერ წარმოქმნილი გრავიტაციის ქვეშ უნდა ბრუნავდნენ.
მასიურ ობიექტთა გარშემო სივრცე-დროის გამრუდება იმაზე დიდია, ვიდრე ის იმ შემთხვევაში იქნებოდა, თუ სივრცის გამრუდებას მხოლოდ მანათობელი მატერიის რაოდენობაზე დაყრდნობით გამოვთვლიდით.
რაც არ უნდა წარმოქმნიდეს ამ ეფექტს, მისი პირდაპირ დაფიქსირება არ შეგვიძლია. ერთადერთი გზა, რომლითაც მისი არსებობა ვიცით ის არის, რომ ჩვენ უბრალოდ არ შეგვიძლია ამ ჭარბი გრავიტაციის გათვალისწინება.
ის კი მართლაც ძალიან ბევრია. სამყაროში არსებული მატერიის დაახლოებით 80 პროცენტი ბნელი მატერიაა.
არსებობს გარკვეული ჰიპოთეზები იმის შესახებ, თუ რა შეიძლება იყოს ის. ერთ-ერთი კანდიდატია აქსიონი, რომელიც ნაწილაკთა ჰიპოთეტურ კლასს მიეკუთვნება და მისი კონცეპტუალიზაცია პირველად 1970-იან წლებში მოხდა, რათა პასუხი გაეცათ კითხვისთვის, რატომ მოჰყვებიან ძლიერი ატომური ძალები ე. წ. მუხტი-პარიტეტის სიმეტრიას მაშინ, როდესაც უმეტესი მოდელის მიხედვით ასე არ უნდა ხდებოდეს.
როგორც ირკვევა, მასის კონკრეტულ დიაპაზონებში აქსიონები ზუსტად ისე უნდა იქცეოდნენ, როგორც ამას ბნელი მატერიისგან ველოდებით. უნდა არსებობდეს მათი დაფიქსირების გზაც, რადგან თეორიულად მოსალოდნელია, რომ აქსიონები ფოტონთა წყვილებად იშლებიან ძლიერი მაგნიტური ველის არსებობისას.
ამ ფოტონების წყაროებს რამდენიმე ექსპერიმენტი ეძებს, მაგრამ ისინი სივრცეშიც უნდა გადიოდნენ ჭარბი რაოდენობით.
სირთულეს წარმოადგენს მათი გამოცალკევება სამყაროში სინათლის სხვა წყაროებისგან; სწორედ აქ ერთვება თამაშში კოსმოსური ოპტიკური ფონი.
იმის გამო, რომ ძალიან მკრთალია, თავად ფონის დაფიქსირება მეტად რთულია. New Horizons-ის ინსტრუმენტი LORRI შეიძლება საუკეთესო იყოს ამ საქმის გასაკეთებლად. ის დედამიწისგან და მზისგან შორის არის და გაცილებით უფრო მგრძნობიარეა, ვიდრე უფრო ამჟამად უფრო შორს მყოფი, 40 წლით ადრე გაშვებული „ვოიაჯერების“ ასეთივე ინსტრუმენტები.
მეცნიერებმა ივარაუდეს, რომ New Horizons-ის მიერ დაფიქსირებული ეს ჭარბი სინათლე იმ გალაქტიკებისა და ვარსკვლავების პროდუქტი უნდა ყოფილიყო, რომლებსაც ვერ ვხედავთ. ეს ვარიანტი ჯერ კიდევ აქტიურად განიხილება. ბერნალმა და მისმა ჯგუფმა კვლევაში იმის შეფასება სცადეს, შეიძლება თუ არა, რომ ამ ჭარბი სინათლის წყარო აქსიონების მსგავსი ბნელი მატერია იყოს.
მათემატიკური მოდელირებით მათ განსაზღვრეს, რომ გარკვეულ გარემო პირობებში, ამ შემჩნეული სიგნალის წარმოქმნა შეუძლია 8-დან 20-მდე ელექტრონვოლტის მასის აქსიონებს.
ნაწილაკისთვის ეს მასა წარმოუდგენლად მცირეა, რადგან როგორც წესი, ისინი მეგაელექტრონვოლტებით იზომება. თუმცა, უახლესი შეფასებები მატერიის ჰიპოთეტური ნაწილები ერთ ელექტრონვოლტამდე დაჰყავს და ეს რიცხვები მოითხოვს, რომ აქსიონები შედარებით მკვრივი იყოს.
მხოლოდ ამჟამინდელ მონაცემებზე დაყრდნობით შეუძლებელია დაზუსტებით ითქვას, რომელი ახსნაა მართებული. თუმცა, აქსიონების მასების დავიწროებით, რომლებიც შეიძლება ამ ჭარბ სინათლეზე იყვნენ პასუხისმგებელი, მკვლევრებმა საფუძველი მოუმზადეს ამ მოუხელთებელ ნაწილაკთა სამომავლო ძიებას.
კვლევა Physical Review Letters-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
