ბნელი მატერია მეცნიერთათვის დღემდე ამოუცნობ ფენომენად რჩება. ახალი კვლევის თანახმად, მასში გამოსარკვევად მთავარი მინიშნება ირმის ნახტომის ცენტრალურ მოლეკულურ ზონაში შეგვიძლია ვიპოვოთ, რომელიც წყალბადის მოლეკულებისგან შემდგარი უზარმაზარი რეგიონია.

ბნელი მატერია სამყაროში არსებული მატერიის 85%-ს შეადგენს. იგი სინათლესთან არ ურთიერთქმედებს, ხოლო ჩვეულებრივ მატერიასთან კი ამას მხოლოდ გრავიტაციის მეშვეობით აკეთებს. ბნელი მატერიის არსებობის შესახებ მისი გრავიტაციული გავლენის წყალობით შევიტყვეთ, თუმცა, ამის გარდა, მის შესახებ ცნობილი თითქმის არაფერია.

"მონაცემები გვეუბნება, რომ ბნელი მატერია, შესაძლოა, უფრო მსუბუქი იყოს, ვიდრე აქამდე გვეგონა", — აღნიშნავს შიამ ბალაჯი, ლონდონის კინგსის კოლეჯის თეორიული ფიზიკოსი.

ირმის ნახტომის ცენტრალური მოლეკულური ზონა (CMZ) გალაქტიკის სხვა რეგიონებს არ ჰგავს. ირმის ნახტომის მკვრივი აირის თითქმის 80% სწორედ აქაა თავმოყრილი ცივი გროვების სახით. მათ მოლეკულურ ღრუბლებს ვუწოდებთ.

ამ უზარმაზარ ღრუბლებში ახალი მოლეკულები წარმოიშობა, ყველაზე ხშირად — მოლეკულური წყალბადისგან. ზოგი ღრუბელი ვარსკვლავთა ფორმირების რეგიონიცაა, სადაც აირისა და მტვრის ნაწილაკები ვარსკვლავებად იქცევა.

CMZ-ს ბევრი უცნაური თვისება ახასიათებს, თუმცა ახალი კვლევა აქცენტს ერთ-ერთ მათგანზე აკეთებს. დადებითი მუხტი იმ აირში, რომელიც, როგორც წესი, ნეიტრალურად მიიჩნევა, იმაზე მეტყველებს, რომ წყალბადის მოლეკულებს ელექტრონები რაღაცამ წაართვა.

გარდა ამ მოვლენის ახსნის მცდელობისა, ბალაჯიმ და მისმა კოლეგებმა ბნელ სექტორთან მისი პოტენციური კავშირი გამოიკვლიეს. ბნელი სექტორი კვანტური ველების ჰიპოთეზური მასივია, რომელიც ხილული სექტორისგან უმეტესად განცალკევებულია; შესაძლოა, ბნელი მატერიის არსებობა სწორედ მისი დამსახურება იყოს.

ბნელი მატერიის ნაწილაკის ძიების პროცესში მეცნიერების ყურადღება სუსტად ურთიერთქმედმა მასიურმა ნაწილაკებმა (WIMP) მიიპყრო. ეს ჰიპოთეზური ნაწილაკები ჩვეულებრივ მატერიასთან ოთხი ფუნდამენტური ძალიდან მხოლოდ ორის საშუალებით ურთიერთქმედებს. ესენია გრავიტაცია და სუსტი ბირთვული ძალა.

მიუხედავად ათწლეულების განმავლობაში მიმდინარე კვლევებისა, WIMP-ის არსებობა დღემდე არ დადასტურებულა. ამის გამო ბევრი ექსპერტი უფრო ფართო, WIMP-ზე ნაკლებად ორიენტირებულ, მიდგომას უჭერს მხარს. ერთი იდეა ისეთი ნაწილაკების ძიებაა, რომლებსაც ჩვენს ხილულ სექტორთან ნაკლები კავშირი აქვს, ანდა WIMP-ზე ნაკლებად მასიური ნაწილაკების ძიება.

გარდა იმისა, რომ ბნელი მატერიის უფრო მსუბუქი ნაწილაკის არსებობა შესაძლებელია, მისი საშუალებით ისიც შეგვიძლია ავხსნათ, თუ რატომაა CMZ-ს ღრუბლებში წყალბადი დადებითად დამუხტული.

"ჩვენი გალაქტიკის ამ ნაწილიდან ენერგიის გამოსხივება იმას მოწმობს, რომ არსებობს ენერგიის მუდმივი, ტურბულენტური წყარო. ჩვენი მონაცემების მიხედვით, ეს ენერგია, შესაძლოა, ბნელი მატერიის ბევრად უფრო მსუბუქი ფორმისგან მოდიოდეს, ვიდრე ჩვენი ამჟამინდელი მოდელები ითვალისწინებს", — განმარტავს ბალაჯი.

როცა ბნელი მატერიის უფრო მსუბუქი ნაწილაკები ერთმანეთს ეჯახება, "ჩვეულებრივი", საპირისპირო მუხტის მქონე ნაწილაკები, წარმოიშობა. ამ პროცესს ანიჰილაცია ეწოდება. ეს დამუხტული ნაწილაკები წყალბადის აირის იონიზაციას ახდენს, რაც პოტენციურად დადებითად დამუხტულ მოლეკულურ ღრუბლებს წარმოშობს — სწორედ ისეთს, როგორიც CMZ-ში გვხვდება.

ადრე ჩატარებული კვლევებით, იონიზაციის შესაძლო წყარო კოსმოსური სხივები უნდა ყოფილიყო. მიუხედავად ამისა, CMZ-სგან წამოსული ენერგიის კვალი ზედმეტად მცირე ჩანს იმისთვის, რომ ეს სცენარი გამართლდეს.

სავარაუდოდ, საქმე არც WIMP-თან გვაქვს. რაც არ უნდა იწვევდეს წყალბადის იონიზაციას, იგი კოსმოსურ სხივზე ბევრად ნელი და WIMP-თან შედარებით ნაკლებად მასიურია.

ახალი კვლევა ბნელი მატერიის უფრო მსუბუქი ფორმის არსებობას უსვამს ხაზს. მიუხედავად იმისა, რომ ეს დამაჯერებელი ახსნაა, იგი მაინც სპეკულაციურია. საჭიროა მეტი კვლევის ჩატარება.

"ბნელი მატერიის ძებნა ფუნდამენტური მეცნიერების ერთ-ერთი მთავარი ამოცანაა, თუმცა ექსპერიმენტთა დიდი ნაწილი დედამიწას ემყარება, თითქოს ბნელი მატერიის გამოჩენას ხელგაწვდენილი ველით. CMZ-ში აღმოჩენილი წყალბადის აირი მიგვანიშნებს, რომ შეიძლება უფრო ახლოს ვიყოთ მონაცემების იდენტიფიცირებასთან ბნელი მატერიის შესაძლო ბუნებაზე", — აცხადებს ბალაჯი.

აღნიშნული კვლევა გამოცემაში Physical Review Letters გამოქვეყნდა.