فرضیه شگفت فیزیکدان ایرانی: ماده تاریک می‌تواند سیاره‌های غول‌پیکر را به سیاه‌چاله تبدیل کند_باماها

مدل ماده‌ی تاریک فوق‌سنگین و نابودناپذیر توضیح می‌دهد که این ذرات زیاد پرجرم‌اند و زمان برخورد با یکدیگر از بین نمی‌روال. پژوهشگران بر پایه این مدل نشان داده‌اند که ذرات بعد از به‌دام‌افتادن در میدان گرانشی سیاره، انرژی خود را از دست خواهند داد، به سمت مرکز حرکت می‌کنند و در هسته تجمع می‌یابند تا احتمالا به سیاه‌چاله تبدیل شوند. فروتن‌مهر درمورد‌ی پیامدهای فرآیند می‌گوید:

در سیاره‌های گازی با اندازه‌ها و شرایط گوناگون، سیاه‌چاله‌ها می‌توانند در بازه‌های وقتی مشاهده‌پذیر شکل بگیرند و حتی امکان پذیر یک سیاره در طول عمرش چندین بار این چنین فرآیندی را توانایی کند. یافته‌ها مشخص می کند که بازدید سیاره‌های فراخورشیدی می‌تواند به شکار ذرات ماده‌ی تاریک فوق‌سنگین پشتیبانی کند، به‌اختصاصی در مناطقی همانند مرکز کهکشان راه شیری که گمان می‌رود سرشار از ماده‌ی تاریک باشد.

– مهرداد فروتن‌مهر

تا بحال، پژوهش‌ها درمورد‌ی سیاه‌چاله‌ها تنها اجرامی را نشان داده‌اند که جرمی زیاد تر از خورشید دارند. زیاد تر نظریه‌های حاضر نیز بر این باورند که سیاه‌چاله‌ها باید حداقل این چنین جرمی داشته باشند. بر همین مبنا، فروتن‌مهر پافشاری می‌کند کشف سیاه‌چاله‌ای با جرم یک سیاره، تحولی بزرگ خواهد می بود. این چنین کشفی می‌تواند فرضیه را قبول کند و دیدگاهی تازه در برابر باور رایج اراعه دهد که سیاه‌چاله‌های سیاره‌ای فقط در دوران آغازین جهان شکل گرفته‌اند.

افتداده‌های دقیق درمورد‌ی سیاره‌های فراخورشیدی، یکی از دلایل مهم می بود که تا بحال این اجرام کمتر در مطالعات ماده تاریک منفعت گیری شده‌اند. اما مأموریت‌های فضایی تازه، حجم عظیمی از اطلاعات درمورد‌ی این سیاره‌ها فراهم کرده‌اند و مأموریت‌های آینده نیز جزئیات بیشتری در اختیار دانشمندان خواهند گذاشت. فروتن‌مهر معتقد است که با داده‌های تازه، می‌توان از سیاره‌های فراخورشیدی برای آزمودن و به‌چالش‌کشیدن مدل‌های گوناگون ماده تاریک منفعت گیری کرد.

راه حلهای قبل بازدید ماده تاریک زیاد تر بر اجرامی همانند خورشید، ستاره‌های نوترونی و کوتوله‌های سفید متمرکز بودند. برخی مدل‌ها پیش‌بینی می‌کنند ماده تاریک می‌تواند ستاره‌های نوترونی را گرم کند؛ به این علت مشاهده‌ی یک ستاره‌ی نوترونی قدیمی و سرد می‌تواند نشانه‌ای ناهمسوی این پیش‌بینی باشد.

سیاره‌های فراخورشیدی و حتی سیاره مشتری در منظومه‌ی شمسی نیز در همین چارچوب اهمیت اشکار می‌کنند. این اجرام تا این مدت به سیاه‌چاله فرو نپاشیده‌اند، به این علت به پژوهشگران پشتیبانی می‌کنند برخی مدل‌های ماده‌ی تاریک را رد یا اصلاح کنند. فروتن‌مهر توضیح می‌دهد:

اگر روزی جمعیتی از سیاه‌چاله‌های سیاره‌ای کشف بشود، می‌تواند نشانه‌ی قدرتمندی در حمایتاز مدل ماده تاریک فوق‌سنگین نابودناپذیر باشد. هرچه داده‌های بیشتری جمع‌آوری و تک‌تک سیاره‌ها را دقیق‌تر بازدید کنیم، می‌توانیم به سرنخ‌های تازه‌ای درمورد‌ی ماهیت ماده‌ی تاریک دست یابیم.

– مهرداد فروتن‌مهر

تأثیر احتمالی دیگر ماده تاریک بر سیاره‌ها نیز موضوعی است که پژوهشگران نقل کرده‌اند. به‌باور فروتن‌مهر، ماده‌ی تاریک می‌تواند برخی سیاره‌ها را گرم کند یا علتمنتشر کردن پرتوهای پرانرژی بشود. او می‌افزاید ابزارهای جاری توانایی شناسایی این نشانه‌ها را ندارند، اما تلسکوپ‌ها و مأموریت‌های فضایی آینده امکان پذیر بتوانند این چنین سیگنال‌هایی را آشکار کنند.

پژوهش در نشریه Physical Review D انتشار شده است.