वैज्ञानिक डार्क मैटर के अस्तित्व की पुष्टि के करीब पहुंच गए हैं

वैज्ञानिक शायद डार्क मैटर के अस्तित्व की पुष्टि करने के करीब आ रहे हैं – ऐसा माना जाता है कि अदृश्य पदार्थ ब्रह्मांड के एक चौथाई से अधिक हिस्से को बनाते हैं – क्योंकि वे हमारी आकाशगंगा के केंद्र के पास गामा किरणों की फैलती चमक का अध्ययन कर रहे हैं।

ब्रह्मांड में दिखाई देने वाली हर चीज़ साधारण पदार्थ से बनी है – सितारों और ग्रहों से लेकर लोगों और हबकैप और टैकोस तक। साधारण पदार्थ को अवरक्त से लेकर दृश्य प्रकाश और गामा किरणों तक तरंग दैर्ध्य में देखा जा सकता है, लेकिन इसमें ब्रह्मांड का लगभग 5% ही शामिल होता है। ऐसा लगता है कि डार्क मैटर, जो किसी भी प्रकाश को अवशोषित या प्रतिबिंबित या उत्सर्जित नहीं करता है, ब्रह्मांड का लगभग 27% हिस्सा शामिल है, शेष लगभग 68% के लिए डार्क एनर्जी नामक एक अन्य रहस्यमय घटक जिम्मेदार है।

वैज्ञानिकों को विश्वास है कि ब्रह्मांड में बड़े पैमाने पर अपने गुरुत्वाकर्षण प्रभावों के कारण डार्क मैटर मौजूद है। इसकी प्रकृति के कारण, इसके अस्तित्व को साबित करना कठिन है। लेकिन आकाशगंगा के केंद्र के पास एक विशाल विस्तार में फर्मी गामा-रे स्पेस टेलीस्कोप द्वारा देखी और मैप की गई गामा किरणों की अधिकता पर शोध लंबे समय से अपेक्षित पुष्टि प्रदान करने का वादा करता है।

वैज्ञानिकों ने इन गामा-किरण उत्सर्जनों के लिए दो प्रतिस्पर्धी स्पष्टीकरण प्रस्तुत किए हैं।

एक यह है कि वे इस आकाशगंगा क्षेत्र में एकत्रित काले पदार्थ के कणों के टकराने के कारण होते हैं। दूसरा यह है कि वे न्यूट्रॉन सितारों के एक वर्ग के कारण होते हैं – उनकी मृत्यु के बाद विशाल सितारों के घने ढह गए कोर – जिन्हें मिलीसेकंड पल्सर कहा जाता है जो विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में प्रकाश उत्सर्जित करते हैं क्योंकि वे प्रति सेकंड सैकड़ों बार घूमते हैं।

उन्नत सिमुलेशन सहित एक व्यापक नए विश्लेषण ने इन प्रतिस्पर्धी परिकल्पनाओं के गुणों को तौला है, और उन्हें समान रूप से संभावित माना है। अध्ययन से पता चला है कि डार्क मैटर कणों के टकराव से उत्पन्न गामा किरणें वही गामा-किरण संकेत उत्पन्न करेंगी जैसा कि फर्मी उपग्रह द्वारा देखा गया था।

फिजिकल रिव्यू लेटर्स जर्नल में गुरुवार को प्रकाशित अध्ययन के लेखकों में से एक, मैरीलैंड में जॉन्स हॉपकिंस विश्वविद्यालय और पेरिस/सोरबोन विश्वविद्यालय के इंस्टीट्यूट ऑफ एस्ट्रोफिजिक्स के ब्रह्मांड विज्ञानी जोसेफ सिल्क ने कहा, “हमारी आकाशगंगा और पूरे ब्रह्मांड में व्याप्त काले पदार्थ की प्रकृति को समझना भौतिकी में सबसे बड़ी समस्याओं में से एक है।”

सिल्क ने कहा, “हमारा मुख्य नया परिणाम यह है कि डार्क मैटर कम से कम गामा-रे डेटा के साथ-साथ प्रतिद्वंद्वी न्यूट्रॉन स्टार परिकल्पना में भी फिट बैठता है। हमने संभावना बढ़ा दी है कि डार्क मैटर का अप्रत्यक्ष रूप से पता लगाया गया है।”

शोधकर्ताओं ने कहा कि दुनिया का सबसे शक्तिशाली जमीन-आधारित गामा-रे टेलीस्कोप – चेरेनकोव टेलीस्कोप ऐरे वेधशाला, जो अब चिली में निर्माणाधीन है – इन दो स्रोतों से गामा-किरण उत्सर्जन को अलग करके उत्तर प्रदान करने में सक्षम हो सकता है। यह 2026 तक चालू हो सकता है।

“चूंकि डार्क मैटर प्रकाश को उत्सर्जित या अवरुद्ध नहीं करता है, हम केवल दृश्यमान पदार्थ पर इसके गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के माध्यम से इसका पता लगा सकते हैं। दशकों की खोज के बावजूद, किसी भी प्रयोग ने अभी तक सीधे डार्क मैटर कणों का पता नहीं लगाया है,” टार्टू विश्वविद्यालय और लीबनिज इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स पॉट्सडैम के खगोल वैज्ञानिक और अध्ययन के प्रमुख लेखक मूरिट्स मिहकेल मुरू ने कहा।

आकाशगंगा के सबसे भीतरी 7,000 प्रकाश-वर्ष तक फैले क्षेत्र में गामा किरणों की अधिकता देखी गई। एक प्रकाश वर्ष वह दूरी है जो प्रकाश एक वर्ष में तय करता है, 5.9 ट्रिलियन मील (9.5 ट्रिलियन किमी)। यह क्षेत्र पृथ्वी से लगभग 26,000 प्रकाश वर्ष दूर है।

गामा किरणें विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में किसी भी तरंग की तुलना में सबसे छोटी तरंग दैर्ध्य और उच्चतम ऊर्जा प्रदर्शित करती हैं। गामा किरणें डार्क मैटर का प्रमाण क्यों हो सकती हैं? ऐसा संदेह है कि जब डार्क मैटर के कण टकराते हैं तो वे पूरी तरह से नष्ट हो जाते हैं, इन टकरावों से उपोत्पाद के रूप में गामा किरणें उत्पन्न होती हैं।

ऐसा माना जाता है कि आकाशगंगा का निर्माण काले पदार्थ और साधारण पदार्थ के एक विशाल बादल के गुरुत्वाकर्षण बल के तहत ढहने से हुआ है।

सिल्क ने कहा, “सामान्य पदार्थ ठंडा हो गया और केंद्रीय क्षेत्रों में गिर गया, कुछ काले पदार्थ को अपने साथ ले गया।” “सरलतम डार्क मैटर परिकल्पना के लिए अद्वितीय तथ्य यह है कि डार्क मैटर कणों को अपने स्वयं के एंटीपार्टिकल्स माना जाता है और जब वे टकराते हैं तो पूरी तरह से नष्ट हो जाते हैं। केवल प्रोटॉन और एंटीप्रोटॉन ऊर्जावान गामा किरणों का उत्पादन करने के लिए कुछ ऐसा ही करते हैं, और एंटीप्रोटॉन बेहद दुर्लभ हैं।”

लेकिन चमक अब तक न देखे गए हजारों मिलीसेकंड पल्सर के सामूहिक उत्सर्जन से भी उत्पन्न हो सकती है। फर्मी उपग्रह ने पुष्टि की कि ऐसी वस्तुएं गामा-किरण स्रोत हैं जो इस क्षेत्र में चमक की व्याख्या कर सकती हैं।