خب، بیا باهم بریم وسط قلب کهکشان خودمون، یعنی راه شیری! داستانی که الان میخوام تعریف کنم، هم معماییه، هم خفن، هم پر از سوالهای عجیب. مدت‌هاست دانشمندا یه درخشش پرانرژی عجیب، درست از وسط راه شیری می‌بینن که نه به سادگی میشه توضیحش داد، نه واقعا می‌دونن از کجا اومده.
ماجرا از اینجا شروع شد که وقتی تلسکوپ فضایی فرمی (Fermi Space Telescope) به سمت مرکز کهکشانمون نشونه رفته بود، اتفاقی متوجه شد که مقدار پرتوهای گاما (همون نورهایی که خیلی خیلی پرانرژی‌ان و مثلا وقتی ستاره‌ها منفجر میشن درست میشن) اونجا بیش از حد انتظاره! پرتو گاما به طور خلاصه، یه جور نور خیلی خشن و قویه که معمولا توی انفجارهای ستاره‌ای یا کنار سیاه‌چاله‌ها دیده میشه.
از اون موقع، دانشمندها هر کدوم یه نظریه دادن. اول خیلیا گفتن شاید ماده تاریک (Dark Matter یعنی یه چیزی که اصلاً مستقیم دیده نمی‌شه و بیشتر جرم دنیا رو می‌سازه و روش هنوز کلی سوال بی‌جواب داریم) داره باعث این گلو، یا همون درخشش، میشه. یه جورایی مدلسازی‌ها نشون می‌داد ممکنه ذره‌های ماده تاریک به هم بخورن و موقع برخورد، یکم از جرمشون رو به پرتو گاما تبدیل کنن. خب این خیلی هیجان‌انگیزه!
ولی یه گیر ساده این وسط بود: اون نوری که دیدن، اصلاً شکلش شبیه اون حالتی نبود که قبلاً برای پخش ماده تاریک توی مرکز کهکشان تصور می‌کردن. قبلاً فکر می‌کردن ماده تاریک توی یه حباب کروی شکل اطراف مرکز کهکشان پخش شده (بهش می‌گن halo یا هاله ماده تاریک)، اما این درخششه یه جور حالت بیضی و تخت داشت.
اینجا بازی یه ذره عوض شد! یه عده دیگه پیشنهاد دادن ممکنه این نور گاما از یه دسته ستاره خیلی قدیمی و جورواجور به اسم millisecond pulsars بیاد. حالا millisecond pulsars چی‌ان؟ اینا ستاره‌های نوترونی خیلی کوچیک و فشرده‌ان که سرعت چرخششون فوق‌العاده زیاده و پرتو گاما تولید می‌کنن. خلاصه تا الان یه جنگ نظریات بین ماده تاریک و این ستاره‌های عجیب ادامه داشت.
حالا اخیراً، تیمی به رهبری “موریتس میهکل مورو” از انستیتو اخترفیزیک پوتسدام آلمان و دانشگاه تارتو استونی با استفاده از شبیه‌سازی‌های خیلی پیشرفته و دقیق (به اسم HESTIA suite، که مدل‌سازی جو کهکشانای شبه راه شیری رو توی محیطی شبیه واقعیت انجام میده)، اومدن فرضیه قبلی درباره شکل ماده تاریک رو زیر سوال بردن.
این شبیه‌سازی‌ها نشون دادن که به خاطر اتفاقاتی مثل برخورد یا تلفیق کهکشان‌ها و همینطور اثرات گرانشی خفن، ماده تاریک وسط کهکشان، اون شکلی که فکر می‌کردیم کروی صاف باشه، نیست! بیشتر تخت و بیضی‌گون شده، تقریباً شبیه به برآمدگی ستاره‌ها وسط راه شیری خودمون. یعنی شاید بزرگ‌ترین دلیلی که ماده تاریک رو کنار می‌ذاشتن همین فرض اشتباه درباره شکلش بود.
البته خود مورو میگه قضاوت نهایی هنوز زوده. اگه تعداد زیادی millisecond pulsar بتونیم پیدا کنیم که بتونن این مقدار نور گاما رو توضیح بدن، شاید معلوم شه داستان واقعا از ستاره‌ها بوده. ولی اگه پرتوها همچنان یکنواخت و پخش باشن، دوباره فرضیه ماده تاریک قوی‌تر میشه.
الان نسل جدید تلسکوپ‌ها تو راهه: مثل Square Kilometre Array (یا همون SKA) و Cherenkov Telescope Array (CTA). اینا می‌تونن خیلی با دقت بالا مرکز کهکشان رو رصد کنن. اگه تعداد زیاد منابع نقطه‌ای پیدا شد، یعنی به سمت ستاره‌های میلی‌ثانیه‌ای می‌ریم؛ اگه مسیر پرتوها همچنان پخش و یکنواخت بود، یعنی شاید ماده تاریک مقصر ماجراست!
در نهایت این داستان نشون میده که فهم درست ساختار کهکشان حتی میتونه معمای بزرگی مثل ماهیت ماده تاریک رو هم بیشتر باز کنه. از اون مهم‌تر، همیشه نباید به اون چیزی که قبلاً فکر می‌کردیم اکتفا کنیم—گاهی فقط یه تغییر ساده توی فرضیات، میتونه نگاه کل دنیا رو به یه سوال چندین ساله عوض کنه. پس اگه تا چند سال دیگه خبر رسید که راز ماده تاریک فاش شد، شاید خیلیاش برگرده به همین کشف جدید و همین درخشش مرموز وسط راه شیری!
منبع: +
