گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
ستارگان زامبی که همان کوتولههای سفید هستند، ممکن است سرنخی حیاتی در جستجو برای شناسایی ماده تاریک ارائه دهند. پژوهشی جدید به بررسی ارتباط این اجرام ستارهای با ذرات اکسین، نامزد اصلی ماده تاریک، پرداخته است.
اخترفیزیکدانان دانشگاه بریتیش کلمبیا در مطالعه اخیر خود، ذرات فرضی اکسین، که از نامزدهای اصلی ماده تاریک به شمار میروند، را در ارتباط با کوتولههای سفید مورد کاوش قرار دادهاند. این تحقیق به طور مستقیم مدرکی برای وجود اکسینها نیافته است. با این حال، با ارائه مدلی جدید از پایان عمر کوتولههای سفید بر پایه فیزیک اکسینها، افقهای جدیدی برای تحقیقات آینده در زمینه اخترفیزیک گشوده است.
اکسینها و معمای ماده تاریک
اکسینها در سال ۱۹۷۷ میلادی با هدف حل مشکل عدم تعادل میان ماده و ضدماده در حوزه کوانتومی مطرح شدند. با این حال، تلاشهای بعدی برای شناسایی این ذرات فرضی که جرم کمی دارند و برهمکنش ضعیفی با سایر مواد از خود نشان میدهند، ناموفق بود و ایده وجود آنها به تدریج کمرنگ شد.
در سوی دیگر، دانشمندان بر این باورند که تقریباً ۸۵ درصد جهان از ماده تاریک تشکیل شده است؛ مادهای که به دلیل برهمکنش بسیار کم با نور و سایر مواد مرئی، “تاریک” نامیده میشود. با توجه به این شباهتها، اکسینها از دیرباز به عنوان نامزد قوی برای توضیح ماده تاریک در نظر گرفته شدهاند، هرچند تا کنون هیچ مدرک مستقیمی برای اثبات وجود هیچیک از آنها به دست نیامده است.
- تئوری جدید: جهان ما شاید آینهای از یک پادجهان پیش از مهبانگ باشد
- طلسم ۱۰۰ ساله شکست؛ دانشمندان بالاخره اولین نشانه قطعی ماده تاریک را دیدند
- کشف نخستین نشانههای قطعی ماده تاریک؛ معمای فیزیک قرن حل شد؟
کوتولههای سفید؛ ستارگان زامبی و جستجوی اکسین
کوتولههای سفید بقایای متراکم، سرد و عمدتاً غیرفعال هستههای ستارهای هستند که پس از مرگ یک ستاره باقی میمانند. این اجرام، که به دلیل ماهیت نیمهجان خود گاهی ستارگان زامبی نامیده میشوند، با وجود فشار گرانشی بسیار بالا، به دلیل پدیدهای به نام «فشار تبهگنی الکترونی» از فروپاشی کامل جلوگیری میکنند.
در این حالت، الکترونها نمیتوانند حالت انرژی یکسانی داشته باشند و با سرعت بیشتری حرکت میکنند تا فشار کافی برای حفظ ساختار کوتوله سفید را ایجاد کنند. همین حرکت غیرمعمول الکترونها باعث شده است که کوتولههای سفید به محلی جذاب برای جستجوی اکسینها تبدیل شوند، زیرا برخی مدلهای نظری پیشنهاد میکنند که اکسینها میتوانند توسط الکترونهای پرسرعت تولید گردند.
نتایج غیرمنتظره و مسیر پیشرو
رصدهای اخترفیزیک نیز پیش از این نشان داده بودند که کوتولههای سفید گاهی سریعتر از آنچه انتظار میرود، خنک میشوند. این اتلاف انرژی غیرمعمول، میتوانست با فرضیه تولید و فرار اکسینها از ستاره توضیح داده شود، چرا که اکسینها میتوانستند انرژی باقیمانده در ستاره را با خود حمل کنند. برای بررسی این فرضیه، پژوهشگران دادههای آرشیوی تلسکوپ فضایی هابل را تحلیل کرده و شبیهسازیهای متعددی را برای درک چگونگی تأثیر حضور اکسینها بر فعالیت کوتولههای سفید انجام دادند. با این حال، نتایج این شبیهسازیها که با دادههای واقعی از خوشه کروی ۴۷ توکانائه (47 Tucanae) مقایسه شد، هیچ مدرک مستقیمی دال بر خنک شدن اضافی ناشی از وجود اکسینها را نشان نداد.
با وجود عدم شناسایی مستقیم اکسینها، محققان معتقدند این پژوهش محدودیت جدیدی را برای احتمال تولید اکسینها توسط الکترونها تعیین میکند: تقریباً یک بار در هر تریلیون شانس. پاول ساتر، اخترفیزیکدان دانشگاه جانز هاپکینز، توضیح میدهد که این نتایج، وجود اکسینها را به طور کامل رد نمیکند، اما نشان میدهد که برهمکنش مستقیم بین الکترونها و اکسینها بسیار بعید است. او تأکید میکند که برای ادامه جستجو برای این ذرات و در نهایت، کشف ماده تاریک، باید راههای هوشمندانهتر و خلاقانهتری را در پیش گرفت.