როგორ შეიძლება შეისწავლო რაღაც უხილავი? სწორედ ასეთი გამოწვევის წინაშე არიან ასტრონომები, რომლებიც ბნელ მატერიას იკვლევენ.
მიუხედავად იმისა, რომ ბნელი მატერია სამყაროს მთლიანი მატერიის 85 პროცენტს შეადგენს, ის სინათლესთან არ ურთიერთქმედებს. მისი დანახვა შესაძლებელია მხოლოდ იმ გრავიტაციული გავლენით, რაც მას სინათლესა და სხვა მატერიაზე აქვს. ბნელი მატერიის პირდაპირი დაფიქსირების ყოველი მცდელობა ამ დრომდე წარუმატებელი აღმოჩნდა.
მიუხედავად ბნელი მატერიის ასეთი მოუხელთებელი ბუნებისა, მის შესახებ რამდენიმე რამ მაინც შევიტყვეთ.
ვიცით, რომ ის არა მხოლოდ ბნელი, არამედ ცივიც არის. შედეგად, ის ერთად ჯგუფდება და წარმოქმნის გალაქტიკათგროვებს. ხშირად, გალაქტიკების გარშემო ის ჰალოსაც წარმოქმნის და სწორედ მასზე მოდის გალაქტიკის მასის უმეტესი ნაწილი.
თუმცა, ბნელი მატერიის ირგვლივ კვლავ უამრავი პასუხგაუცემელი კითხვაა და ამიტომ, ასტრონომები ხშირად ქმნიან ბნელი მატერიის ახალ მოდელებს, რომლებსაც შემდეგ დაკვირვებებს ადარებენ მათი სიზუსტის შესამოწმებლად.
ამის გაკეთების ერთ-ერთი გზაა დახვეწილი კომპიუტერული სიმულაციები.
ცოტა ხსნის წინ, ჰარვარდ-სმიტსონის ასტროფიზიკური ცენტრის ჯგუფმა ბნელი მატერიის დეტალური სიმულაცია ჩაატარა, რომელმაც გარკვეულწილად მოულოდნელი შედეგები მოგვცა.
ბნელი მატერიის ნებისმიერი სიმულაციის სიზუსტე დამოკიდებულია იმ დაშვებებზე, რასაც ბნელი მატერიის შესახებ აკეთებ. ამ შემთხვევაში, ჯგუფმა დაუშვა, რომ ბნელი მატერია შედგება სუსტად ურთიერთქმედებადი მასიური ნაწილაკებისგან(WIMP), რომლებსაც პროტონზე 100-ჯერ მეტი მასა აქვთ.
სუსტად ურთიერთქმედებადი მასიური ნაწილაკები ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული თეორიაა ბნელი მატერიის შესახებ. ასეთი კომპიუტერული სიმულაციები აქამდეც ჩატარებულა, მაგრამ ეს კონკრეტული სიმულაცია განსაკუთრებით მაღალი რეზოლუციის იყო.
სიმულაციაში ბნელი მატერია წარმოიქმნა გალაქტიკათა გარშემო ჰალოებში, ზუსტად ისე, როგორც დაკვირვებებიც მიუთითებს. თუმცა საინტერესოა, რომ ძალიან განსხვავდებოდა ამ ჰალოების მასების მასშტაბები, პატარა, პლანეტის მასის ჰალოებით დაწყებული, გალაქტიკური და გალაქტიკათგროვების გარშემო არსებული ჰალოებით დაწყებული.
ამ ჰალოებს აქვთ ერთმანეთის მსგავსი სტრუქტურა, რომელშიც ისინი ყველაზე მკვრივია ცენტრისკენ, კიდეებისკენ კი უფრო გაფანტულია. ის ფაქტი, რომ ასეთი რამ ყველა მასშტაბზე ხდება, ბნელი მატერიის ცალსახა მახასიათებელია.
მართალია, პატარა ჰალოები იმდენად პატარაა, რომ აღმოჩენა შეუძლებელია სინათლეზე მათი გრავიტაციული გავლენის გზით, მაგრამ შეუძლია გარკვეული ცნობები მოგვცეს იმის შესახებ, როგორ ურთიერთქმედებს ბნელი მატერია საკუთარ თავთან. ერთ-ერთი მოსაზრებით, როდესაც ბნელი მატერიის ნაწილაკები ერთმანეთს ეჯახება, გამოიყოფა გამა-გამოსხივება.
გამა-გამოსხივებაზე ჩატარებული ზოგიერთი დაკვირვება მიუთითებს, რომ ჩვენი გალაქტიკის ცენტრიდან ჭარბი გამა-გამოსხივება მოდის, რაც შეიძლება, ბნელი მატერიით იყოს გამოწვეული. ამ კონკრეტულ მოდელში, ბნელი მატერიის მიერ წარმოქმნილი გამა-რადიაციის უმეტესობა პატარა ჰალოებიდან უნდა მოდიოდეს.
გამომდინარე იქიდან, რომ ჰალოს მასშტაბი გავლენას უნდა ახდენდეს გამა-გამოსხივების ენერგიის სპექტრზე, ეს მოდელი სპეციფიკურ პროგნოზებს აკეთებს იმ ჭარბი გამა-გამოსხივების შესახებ, რომელსაც ჩვენ ირმის ნახტომსა და სხვა გალაქტიკებში უნდა ვხედავდეთ.
ბნელი მატერია თანამედროვე ასტრონომიის ერთ-ერთი უდიდესი გადაუჭრელი პრობლემაა.
მართალია, ძალიანაც გვსურს მისი პირდაპირ დაფიქსირება, მაგრამ იქამდე, ვიდრე ეს მოხდება, ასეთი სიმულაციები ერთ-ერთი საუკეთესო გზაა ბნელი მატერიის უკეთესად შესასწავლად.
მომზადებულია Universe Today-ს მიხედვით.
