ทีมนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้ไขความลึกลับของการกระจายรังสีแกมม่าในกาแลคซีทางช้างเผือกของเรา ในขณะที่นักวิจัยบางคนคิดว่าการแจกแจงนี้แนะนำรูปแบบของ“ สสารมืด” ที่ตรวจจับไม่ได้ทีมจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานดิเอโกเสนอคำอธิบายตามแบบจำลองทางกายภาพมาตรฐานของกาแลคซี
ในบทความทางวิทยาศาสตร์สองฉบับที่แยกออกมาซึ่งล่าสุดปรากฏในวารสาร Physical Review Letters ฉบับวันที่ 10 กรกฎาคมนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์แสดงให้เห็นว่าการกระจายของรังสีแกมมาสามารถอธิบายได้ด้วยวิธี“ แอนทายแมทเทอร์อิเล็กตรอน” จากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี สร้างขึ้นโดยการระเบิดของดาวขนาดใหญ่ในกาแลคซีแพร่กระจายผ่านกาแลคซี นั่นหมายความว่านักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าการกระจายของรังสีแกมมาที่สังเกตได้นั้นไม่ได้เป็นหลักฐานสำหรับสสารมืด
“ ไม่มีความลึกลับที่ยิ่งใหญ่” Richard Lingenfelter นักวิทยาศาสตร์การวิจัยที่ศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์และอวกาศของ UC San Diego กล่าวซึ่งทำการศึกษากับ Richard Rothschild นักวิทยาศาสตร์การวิจัยที่ UCSD และ James Higdon ศาสตราจารย์ฟิสิกส์ที่ Claremont วิทยาลัย “ การกระจายการสังเกตของรังสีแกมมานั้นแท้จริงแล้วค่อนข้างสอดคล้องกับภาพมาตรฐาน”
ในช่วงห้าปีที่ผ่านมาการตรวจวัดรังสีแกมม่าจากดาวเทียมยุโรป INTEGRAL ได้ทำให้นักดาราศาสตร์งงงวยทำให้บางคนแย้งว่ามี“ ความลึกลับที่ยิ่งใหญ่” เกิดขึ้นเนื่องจากการกระจายของรังสีแกมม่าเหล่านี้ในส่วนต่างๆของกาแลคซีทางช้างเผือก
เพื่ออธิบายแหล่งที่มาของความลึกลับนี้นักดาราศาสตร์บางคนได้ตั้งสมมติฐานว่ามีสสารมืดหลายรูปแบบซึ่งนักดาราศาสตร์สงสัยว่ามีอยู่ - จากผลกระทบความโน้มถ่วงที่ผิดปกติในเรื่องที่มองเห็นได้เช่นดาวและกาแลกซี่ - แต่ยังไม่พบ
สิ่งที่เป็นที่ทราบกันดีก็คือกาแลคซีของเรา - และอื่น ๆ - เต็มไปด้วยอนุภาคขนาดเล็กของอะตอมที่เรียกว่าโพสิตรอนซึ่งเป็นปฏิสสารคู่ของอิเล็กตรอนทั่วไปทุกวัน เมื่ออิเล็กตรอนและโพสิตรอนพบกันในอวกาศอนุภาคทั้งสองจะทำลายและพลังงานของพวกมันจะถูกปลดปล่อยออกมาเป็นรังสีแกมม่า นั่นคืออิเล็กตรอนและโพสิตรอนหายไปและรังสีแกมม่าสองหรือสามปรากฏขึ้น
“ โพซิตรอนเหล่านี้เกิดขึ้นเกือบความเร็วแสงและเดินทางเป็นพัน ๆ ปีแสงก่อนที่มันจะชะลอตัวลงในเมฆก๊าซหนาแน่นเพื่อให้โอกาสในการเข้าร่วมกับอิเล็กตรอนเพื่อทำลายล้างในการเต้นรำแห่งความตาย” ฮิกดอนอธิบาย “ การชะลอตัวของพวกมันเกิดขึ้นจากการลากอนุภาคอื่น ๆ ระหว่างการเดินทางผ่านอวกาศ การเดินทางของพวกเขาถูกขัดขวางจากความผันผวนมากมายในสนามแม่เหล็กกาแลคซีที่กระจายพวกมันไปมาในขณะที่เคลื่อนที่ ทั้งหมดนี้ต้องนำมาพิจารณาในการคำนวณระยะทางเฉลี่ยที่โพสิตรอนจะเดินทางจากบ้านเกิดของพวกเขาในการระเบิดซูเปอร์โนวา”
“ โพซิตรอนบางตัวมุ่งไปที่ใจกลางของกาแล็กซี่บางแห่งไปถึงด้านนอกของทางช้างเผือกที่รู้จักกันในชื่อกาแลคซีกาแลคซีและบางส่วนก็ติดอยู่ที่แขนกังหัน” รอ ธ ไชลด์กล่าว “ ในขณะที่การคำนวณในรายละเอียดยังอยู่ไกลเกินซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดเราสามารถใช้สิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับวิธีที่อิเล็กตรอนเดินทางผ่านระบบสุริยจักรวาลและสิ่งที่สามารถสรุปได้เกี่ยวกับการเดินทางของพวกมันที่อื่นเพื่อประเมินว่า .”
นักวิทยาศาสตร์คำนวณว่าส่วนใหญ่ของรังสีแกมมาควรกระจุกตัวอยู่ในบริเวณด้านในของกาแลคซีเหมือนกับที่สังเกตจากข้อมูลดาวเทียมทีมรายงานในกระดาษที่ตีพิมพ์เมื่อเดือนที่แล้วในวารสาร Astrophysical Journal
“ การกระจายตัวของรังสีแกมมาที่สังเกตได้นั้นสอดคล้องกับภาพมาตรฐานที่แหล่งกำเนิดของโพซิตรอนคือการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของไอโซโทปของนิกเกิลไทเทเนียมและอลูมิเนียมที่ผลิตในการระเบิดซุปเปอร์โนวาของดาวฤกษ์ที่มีมวลสูงกว่าดวงอาทิตย์
ในเอกสารประกอบของพวกเขาในฉบับสัปดาห์นี้ Physical Review Letters นักวิทยาศาสตร์ชี้ให้เห็นว่าสมมติฐานพื้นฐานของหนึ่งในคำอธิบายที่แปลกใหม่มากขึ้นสำหรับความลึกลับที่อ้างว่า - การสลายตัวของสสารมืดหรือการทำลาย - นั้นมีข้อบกพร่องเพราะสันนิษฐานว่าโพสิตรอน ใกล้กับดาวระเบิดที่เกิดขึ้น
“ เราแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่านี่ไม่ใช่กรณีและการกระจายของรังสีแกมม่าที่ตรวจพบโดยดาวเทียมรังสีแกมม่านั้นไม่ใช่การตรวจจับหรือบ่งชี้ถึง 'สัญญาณสสารมืด'” Lingenfelter กล่าว
ที่มา: UC San Diego
