كوكب المشتري مرشح لاصطياد المادة المظلمة

أصدر الباحثان ريبيكا لين من جامعة ستانفورد الأمريكية، وتيم ليندن من جامعة ستوكهولم السويدية، ورقة بحثية هذا الأسبوع، نشرت في موقع ما قبل طباعة الأبحاث (arXiv) تصف كيف يمكن لعملاق الغاز أن يحمل مفتاح العثور على المادة المظلمة المراوغة.

وتفترض أكثر النظريات شيوعًا أن المادة المظلمة هي نوع من الجسيمات التي تكون إما صغيرة جدًا أو ضعيفة التفاعل بحيث لا يمكن ملاحظتها بسهولة، لكن هذه المادة المظلمة يجب أن تكون موجودة في الطبيعة، ويمكن التقاطها بالجاذبية بواسطة أجسام ذات آبار جاذبية كبيرة، مثل الأرض والشمس والمشتري.

بمرور الوقت، يمكن أن تتراكم المادة المظلمة داخل كوكب أو نجم حتى تكون هناك كثافة كافية بحيث يصطدم أحد جسيمات المادة المظلمة بآخر، ما يؤدي إلى القضاء على كليهما.

وحتى لو لم نتمكن من رؤية المادة المظلمة نفسها، يجب أن نكون قادرين على رؤية نتائج مثل هذا الاصطدام، حيث سينتج إشعاع عالي الطاقة على شكل أشعة جاما.

واستخدم الباحثون تلسكوب فيرمي الفضائي لأشعة جاما التابع لناسا، والذي أطلق عام 2008 على صاروخ دلتا 2، والذي يفحص السماء بحثًا عن مصادر أشعة جاما لأكثر من عقد حتى الآن، حيث تم توظيفه للنظر إلى كوكب المشتري، وأنتجوا أول تحليل على الإطلاق لنشاط أشعة جاما للكوكب العملاق، وكانوا يأملون في رؤية أدلة على وجود أشعة جاما الزائدة الناتجة عن إبادة المادة المظلمة داخل كوكب المشتري.

وكما يشرح لين في تقرير نشره، الإثنين، موقع (الكون اليوم)، فإن حجم كوكب المشتري ودرجة حرارته يجعلانه كاشفًا مثاليًا للمادة المظلمة، ونظرًا لأن مساحة سطح المشتري كبيرة مقارنة بكواكب النظام الشمسي الأخرى، فيمكنه التقاط المزيد من المادة المظلمة.

ويقول لين: "قد تتساءل عن سبب عدم استخدام الشمس الأكبر (والقريبة جدًا)، وهنا تأتي الميزة الثانية لكوكب المشتري، فنظرا لأنه له قلب أكثر برودة من الشمس، فهو يعطي جزيئات المادة المظلمة ركلة حرارية أقل، وهذا جزئيًا يمكن أن يمنع المادة المظلمة الفاتحة من التبخر من كوكب المشتري، والتي كانت ستتبخر من الشمس".

وإذا كانت دراسة لين وليندن الأولية لكوكب المشتري لم تعثر على مادة مظلمة حتى الآن، لكن مع ذلك فقد عثرت على فائض محير من أشعة جاما عند مستويات طاقة منخفضة، وهو ما سيتطلب أدوات أفضل للدراسة بشكل صحيح.

ويقول لين: "نحن بالفعل نوسع حدود تلسكوب فيرمي لتحليل جاما منخفضة الطاقة".