بعد عقود من الغموض، يعتقد باحثون من جامعة جونز هوبكنز ومعهد لايبنيز لفيزياء الفلك في ألمانيا أنهم اقتربوا أخيراً من كشف السر الذي حيّر العلماء لعقود. وهو المادة المظلمة، تلك المادة الغامضة التي تشكل أكثر من 25٪ من الكون لكنها ظلت عصيّة على الرصد المباشر.
ورغم أن هذه المادة لا تصدر أي طاقة يمكن للتلسكوبات التقاطها، إلا أن العلماء اكتشفوا ظاهرة مدهشة، فعندما تصطدم جزيئات المادة المظلمة ببعضها، فإنها تُنتج وميضاً من أشعة غاما وهو نوع من الإشعاع الكوني عالي الطاقة.
وخلال تحليل بيانات التلسكوب الفضائي «فيرمي» التابع لوكالة ناسا، لاحظ الباحثون وجود توهّج غامض لأشعة غاما في قلب مجرتنا درب التبانة لا يمكن تفسيره بمصادر معروفة.
ومن هنا جاءت الفرضية: ربما يكون هذا التوهّج هو أثر مباشر للمادة المظلمة التي تختبئ في مركز المجرة.
وفي الدراسة المنشورة في مجلة Physical Review Letters، استخدم الفريق حواسيب فائقة لرسم خريطة لتوزع المادة المظلمة في مجرتنا، مع الأخذ في الاعتبار كيفية تشكّل درب التبانة قبل مليارات السنين.
سحابة ضخمة من المادة المظلمة
كما بيّنت النماذج أن مجرة درب التبانة نشأت داخل سحابة ضخمة من المادة المظلمة، وأن المادة العادية انجذبت نحو المركز وسحبت معها جزءاً من تلك المادة المظلمة، ما زاد من كثافتها وعدد تصادماتها في قلب المجرة.
وعند مقارنة هذه المحاكاة بالصور الحقيقية الملتقطة بواسطة «فيرمي»، وجد الباحثون تطابقاً مدهشاً بين الموقع المتوقع للمادة المظلمة ومصدر إشعاع غاما الغامض.
بدوره، قال الدكتور موريتس مورو من معهد لايبنيز: «أحد أسباب التشكيك السابق في فرضية المادة المظلمة كان أن نماذجها لم تتطابق مع التوزيع الفعلي لأشعة غاما. دراستنا الجديدة أظهرت أن الخطأ كان في افتراض أن المادة المظلمة موزعة بشكل كروي مثالي حول مركز المجرة، بينما تُظهر المحاكاة أنها في الواقع أكثر تسطّحاً.».
After decades of mystery, researchers from Johns Hopkins University and the Leibniz Institute for Astrophysics in Germany believe they have finally come closer to uncovering the secret that has puzzled scientists for decades. This is dark matter, the mysterious substance that makes up more than 25% of the universe but has remained elusive to direct observation.
Although this matter does not emit any energy that telescopes can capture, scientists have discovered an astonishing phenomenon: when dark matter particles collide with each other, they produce a flash of gamma rays, which is a type of high-energy cosmic radiation.
During the analysis of data from NASA's Fermi Space Telescope, researchers noticed a mysterious glow of gamma rays at the center of our Milky Way galaxy that cannot be explained by known sources.
From here came the hypothesis: perhaps this glow is a direct effect of the dark matter hiding in the center of the galaxy.
In the study published in the journal Physical Review Letters, the team used supercomputers to map the distribution of dark matter in our galaxy, taking into account how the Milky Way formed billions of years ago.
A Massive Cloud of Dark Matter
The models also indicated that the Milky Way galaxy formed within a massive cloud of dark matter, and that ordinary matter was drawn toward the center, pulling some of that dark matter with it, which increased its density and the number of collisions at the heart of the galaxy.
When comparing this simulation to real images captured by Fermi, the researchers found a remarkable match between the expected location of dark matter and the source of the mysterious gamma radiation.
For his part, Dr. Moritz Moro from the Leibniz Institute stated: "One reason for the previous skepticism about the dark matter hypothesis was that its models did not match the actual distribution of gamma rays. Our new study showed that the error was in assuming that dark matter is distributed in a perfectly spherical manner around the center of the galaxy, while simulations show that it is actually more flattened."
