توصلت دراسة جديدة إلى أن المستعرات الأعظمية غير المرئية المسماة “بوزينوفا” قد تنفجر في كل مكان حولنا
في جميع أنحاء الكون ، ربما تموت النجوم غير المرئية في انفجارات عالية الطاقة ، ويقترح بحث جديد كيف يمكن للعلماء بالفعل اكتشاف هذه الكوارث غير المرئية.
في ورقة نشرت في 28 يونيو في قاعدة بيانات ما قبل الطباعة arXiv، اكتشف فريق من علماء الفيزياء الفلكية ما يمكن أن يحدث عندما تصل النجوم البوزونية – وهي أجسام نظرية كبيرة مصنوعة من مادة مظلمة غير مرئية – إلى نهاية حياتها. وكتبوا أن النتيجة هي انفجار هائل شبيه بمستعر أعظم ، غير مرئي فقط: “بوزنوفا”.
الكون غير المرئي
المادة المظلمة هي مادة غامضة تشكل أكثر من 85٪ من كتلة كل مجرة تقريبًا في الكون. بينما وجد علماء الفلك خطوطًا متعددة من الأدلة تشير إلى وجودها ، تعتمد كل هذه الخطوط على تأثير جاذبية المادة المظلمة على المادة العادية. لا يزال يتعين علينا اكتشاف وجود المادة المظلمة بأي طريقة أخرى ، لذلك تظل هوية الجسيم المسؤول عن المادة المظلمة موضع شك.
متعلق ب: نظام نجمي غريب قد يحمل أول دليل على وجود “ نجم مظلمة ” نادر للغاية
لسنوات ، كانت النظرية الرائدة هي أن جسيم المادة المظلمة ثقيل – ثقيل ، إن لم يكن أثقل ، من جسيمات مثل البروتونات والنيوترونات. لكن عمليات البحث عن التفاعلات بين المادة المظلمة الثقيلة والمادة العادية أصبحت فارغة. الآن ، يتحول المنظرون إلى نماذج تكون فيها المادة المظلمة خفيفة للغاية.
للمنظور ، أخف جسيم معروف هو نيوترينو، وهو أخف بحوالي 500000 مرة من الإلكترون. في أكثر النماذج تطرفًا ، يمكن أن تكون المادة المظلمة خفيفة الوزن أخف بمليارات المرات من النيوترينو.
إذا كانت المادة المظلمة تحتوي على مثل هذه الكتلة الصغيرة ، فسوف تتصرف بطرق غير متوقعة. على سبيل المثال ، بدلاً من الالتفاف حول الكون مثل الجسيمات ، فإنه يتدحرج مثل الأمواج. يمكن لهذه الموجات أيضًا أن تتجمع معًا في كتل ضيقة في ظاهرة يطلق عليها اسم “نجوم البوزون، “لأنه في هذه النماذج ، المادة المظلمة هي نوع من الجسيمات المعروفة باسم البوزون.
ستحافظ هذه النجوم البوزونية على التوازن من خلال تفاعل قوتين متنافستين. من ناحية ، هناك الجاذبية ، حيث ترغب كتلة المادة المظلمة دائمًا في سحب النجم إلى كتلة أكثر إحكامًا. لكن المادة المظلمة لديها طاقة تقاوم سحب الجاذبية ، وتشكل نجمًا مستقرًا سيكون غير مرئي تمامًا.
مع تقدم عمر نجم البوزون ، فإنه يكتسب كتلة ببطء ، إما عن طريق تراكم مادة مظلمة جديدة أو عن طريق الاندماج مع نجوم بوزونية أخرى ، وفقًا للبحث الجديد. في النهاية ، ستزداد كتلة النجم إلى نقطة تحول حرجة حيث لم تعد طاقة المادة المظلمة قادرة على مقاومة سحب الجاذبية – لذلك يبدأ نجم البوزون في الانهيار.
سيحدث هذا الانهيار ببطء نسبيًا ، وفي البداية لن يحدث أي شيء كارثي. ولكن مع تكدس المادة المظلمة معًا ، تبدأ الجسيمات الفردية في الاصطدام ببعضها البعض ، مما يؤدي إلى القضاء على بعضها البعض وإطلاق الطاقة. ستنطلق الطاقة الناتجة عن الانهيار على شكل جسيمات عالية الطاقة وعالية السرعة تنفث بعيدًا عن نجم البوزون. ومع ذلك ، نظرًا لأن هذه الجسيمات ستكون خفيفة للغاية ، فإنها ستظهر على شكل موجة من موجات المادة المظلمة المنبعثة من نجم البوزون المحتضر.
على سبيل القياس ، عندما تموت النجوم العادية في السوبرنوفا ، فإنها تطلق عددًا هائلاً من الفوتونات ، أو جسيمات الضوء. ولكن نظرًا لأن الفوتونات عديمة الكتلة ، فإنها تظهر على شكل موجات من الكهرباء والمغناطيسية – ضوء.
على النقيض من ذلك ، فإن الحدث الافتراضي الذي وصفه الباحثون ، والذي أطلقوا عليه اسم “بوزنوفا” ، سيكون غير مرئي تمامًا. قد يكون Bosenovas ينطلق بالقرب من منطقتنا النظام الشمسي، ولن نعرف ذلك أبدًا.
الطريقة الوحيدة لاكتشاف انفجار بوزينوفا ستكون من خلال أجهزة الكشف المصممة للعثور على المادة المظلمة للغاية. العديد من التجارب حول العالم تبحث بالفعل عن مادة مظلمة خفيفة الوزن. سيظهر البوزنوفا لهذه الكواشف على أنه موجة من المادة المظلمة قادمة من اتجاه معين في السماء ، تمامًا مثل المستعر الأعظم التقليدي الذي يظهر كدفعة من الضوء. الآن بعد أن حدد الباحثون الشكل الذي سيبدو عليه توقيع bosenova ، فإنهم يأملون في أن تجد هذه التجارب آثارًا لتلك الإشارات العابرة.
