وجود نوع دیگری از ماده تاریک!

در نوع جدیدی از ماده‌ی تاریک، وجود برهمکنش‌هایی میان ذره‌های تاریک، آن را به شکل دیسک در می‌آورد. این قالب برای ماده تاریک، با قالب معمولی توپ‌مانند متفاوت است.

طبق پیشنهاد نظریه‌ی موجود کیهان شناختی، کهکشان ما، مانند دیگر کهکشان‌ها، میان توده‌ی متراکمی از ماده‌ی تاریک با شکلی توپ‌مانند قرار دارد. با این وجود، شکل‌های دیگری از ماده‌ی تاریک در این داربست پنهانِ گرانشی پنهان شده‌اند. مقاله‌ی جدیدی در نشریه Physical Review Letter، وجود نوع جدیدی از ماده تاریک را پیش‌بینی کرده است. این نوع از ماده‌ی تاریک، دارای برهمکنش‌های قوی است که آن را به شکل یک جسم بزرگ به شکل دیسک در می‌آورد‌. احتمال دارد این دیسک سیاه با دیسک های مجاور از ماده‌ی معمولی در کهکشان‌هایی مانند راه شیری همپوشانی داشته باشد و یا به طور کامل خمیده شود.

J. Fan et al., Phys. Rev. Lett. (2013)

به طور معمول، در مدل‌های ماده‌ی تاریک، فرض بر این است، که ماده‌ی تاریک از یک نوعِ ماده تشکیل شده است. گزینه‌ی مورد توجه که هم اکنون وجود دارد، ماده‌ی سرد و نسبتاً سنگینی است که تنها به طور ضعیف با دیگر ماده‌ها (که شامل خود این ماده هم می‌شود) بر همکنش می‌کند. این نوع از ماده‌ی تاریک، در توزیع سرعتی که برای ستاره‌ها در کهکشان‌ها دیده می‌شود نقش دارد، و نیز با داده‌هایی که از پس‌زمینه میکروموج کیهانی می‌آید در تطابق است. اما این پیروزی نمی‌تواند از سهم دیگر انواع ماده‌ی تاریک جلوگیری کند.

جی‌جی‌فن (JiJi Fan) و همکارانش از دانشگاه هاروارد، ذره‌های اضافی که به طور جزئی برهمکنش دارند را در مخلوط ماده‌ی تاریک کاوش کردند. آن‌ها تخمین زدند که بخش کوچکی از ماده تاریک (حدود ۵ درصد)-مقداری که با ماده‌ی معمول باریونی قابل مقایسه است- بیشتر از این نوع ماده‌ی برهمکنشی تشکیل شده است. در مدل آن‌ها، وجود پروتون سنگین تاریک و الکترون سبک تاریک که در نوعی از برهمکنش تاریکِ الکترو مغناطیسی شرکت می‌کنند فرض شده است. فرایند‌های واکنشی مانند تابشِ ترمزی و پراکندگی کامپتون به اندازه‌ی کافی این امکان را به این بخش از ماده تاریک می‌دهد تا سرد شوند و به داخل دیسک فرو بپاشند. امکان آشکار‌سازی دیسک تاریک، از راه‌های گوناگون وجود دارد. به طور مثال، اثر‌های گرانشی آن‌ها ممکن است در کاوش‌های ستاره‌ایی در آینده نشان داده شود. همچنین در مشاهده‌های مربوط به پرتون‌های کیهانی این امکان وجود دارد که نشانه‌ایی از خودنابودی ذره‌های دیسک تاریک دیده شود.

انجمن فیزیک ایران

منبع: http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i21/e211302

مرجع: http://phys.org/news/2013-05-physicists-kinds-dark.html