يسعى العلماء لحل لغز المادة المظلمة منذ قرن، في تتبّع وجودها وتأثيرها في تكوين المجرات وتطورها.
تقترح نظرية المادة المظلمة ذاتية التفاعل SIDM أن جسيمات المادة المظلمة تتفاعل مع بعضها بشكل محدود، فينقل بذلك الحرارة داخل الهالة وتؤدي هذه التفاعلات أحياناً إلى انهيار جذبي داخلي.
تبيّن نتائج هذا الإطار أن التفاعلات المحدودة ترفع حرارة المناطق المرتفعة الكثافة وتؤدي إلى إعادة توزيع للمواد داخل الهالات.
أداة محاكاة جديدة تغيّر طريقة البحث
يكشف بحث حديث من معهد بيريتر في كندا عن كود محاكاة جديد يحمل اسم KISS-SIDM.
ويمثل هذا الكود نقلة نوعية لأنه يسد فجوة كبيرة بين أساليب المحاكاة السابقة، عبر نمذجة مناطق ذات كثافة متوسطة في هالات المادة المظلمة التي فشلت أدوات سابقة في تمثيلها.
ويتميز الكود بسرعته ودقته المرتفعتين مقارنة بالأدوات القديمة، كما أنه لا يحتاج إلى حواسيب فائق القوة بل يمكن تشغيله حتى على حاسوب محمول.
وتتوقع المجموعة أن تفتح هذه المرونة التقنية باباً أوسع للباحثين لاستخدامه في دراساتهم.
هالات المادة المظلمة ونوى المجرات
تُعرف هالات المادة المظلمة بأنها مناطق غير مرئية تحيط بالمجرات وتؤثر في تشكيل النجوم وبناء بنية الكون.
ووفقا لنظرية SIDM، يمكن أن تحصل تفاعلات قليلة بين جسيمات المادة المظلمة تؤدي إلى انتقال حرارة بعيداً عن الأطراف وتؤدي إلى الانهيار الجذبي الحراري.
ينتج عن هذه العملية تكون نواة مركزية ساخنة وكثيفة داخل الهالة، ما يفسر وجود مراكز أكثر كثافة مما تتوقعه النماذج التقليدية.
ويُعتبر انهيار النواة في SIDM من أكثر الجوانب إثارة لأنه يقدم تفسيراً لعدد من الملاحظات الفلكية المحيرة على مدى سنوات.
هل تفسر المادة المظلمة نشأة الثقوب السوداء العملاقة؟
يذهب بعض المنظرين إلى أبعد من ذلك ويقترحون أن انهيار نوى هالات المادة المظلمة قد كوّن آلية أولية لزرع بذور الثقوب السوداء، وربما يساهم في تفسير وجود ثقوب سوداء فائقة الكتلة في الكون في وقت مبكر.
ويمنح كود KISS-SIDM العلماء فرصة حقيقية لاختبار هذه الفرضيات عملياً وربطها بملاحظات تطور وبناء المجرات وبنيتها الداخلية.
أداة جديدة لفك ألغاز المجرات الغامضة
إلى جانب مسألة الثقوب السوداء، ترتبط هذه التطورات بألغاز أخرى في علم الفلك، خصوصاً تلك المتعلقة بالمجرات التي تمتلك نوى شديدة الكثافة بشكل غير متوقع.
ومع وجود أداة محاكاة دقيقة وسريعة مثل KISS-SIDM، يأمل الباحثون في الاقتراب أكثر من فهم طبيعة المادة المظلمة والدور الحقيقي الذي تلعبه في رسم ملامح الكون الذي نراه اليوم.
