سیاهچاله ها ممکن است باعث درخشندگی ماده ی تاریک باشند ...

[Interstellar]

ماده ی تاریکی که اطراف یک سیاهچاله ی سنگین را فراگرفته میتواند منجر به تابش اشعه ی گاما شود به طوری که از زمین قابل مشاهده باشد.
ماده ی تاریک 5 برابر فراوان تر از ماده ی معمولی در کیهان است اما هیچ نوری از خود خارج بازتاب یا جذب نمیکند که آن را نه تنها کاملا تاریک بلکه شفاف هم میکند. اما اگر ذرات ماده ی تاریک در اطراف سیاهچاله میتوانند اشعه ی گاما تولید کنند چنین سیگنال هایی به دانشمندان راه جدیدی را برای مطالعه این ماده ی مرموز ارائه میدهد.
فرآیندی که مسئول ایجاد اشعه ی گاما میباشد به گونه ای متضاد با منطق است چون به نظر میرسد که دو فرایند معمول را تعریف میکند : یک اینکه هیچ چیز نمیتواند از یک سیاهچاله بگریزد و 2 اینکه هیچ ماده ی فراری گریخته از سیاهچاله وجود خارجی ندارد.

.

فرار غیر محتمل :
جرمی اسچنیتمن یک اخترفیزیک دان تئوری در مرکز هوا فضای گو آرد ناسا میباشد و در حال شروع یک پروژه ی جدید برای بررسی اطلاعات تلسکوپ اشعه ی گاما فرمی میباشد. در جستجوی نشانه های انرژی بالای نور در اطراف سیاهچاله که ممکن است توسط ماده ی تاریک ایجاد شده باشد.
تحقیقات اسچنیتمن برای سیگنال ماده ی تاریک با یک برنامه ی کامپیوتری شروع شد که او در آن به مدت 10 سال مدل سازی میکرد.
در مدل های تری دی مسیرهای ذرات که از فضا به سیاهچاله نزدیک میشوند در حالی که بعضی از آن ها به اندازه ی کافی نزدیک میشوند تا بتوانند به دور سیاهچاله در گردش باشند یا در آن فروبیفتند مشخص میشود.
درست یکسان قبل او تصمیم به اجرای برنامه ای برای مدل سازی ذرات ماده ی تاریک گرفت .
ویدئو ساخته شده نشان میدهد که چگونه ذرات ریزاتمی در دام گرانش سیاهچاله می افتند و دور آن میچرخند د منطقه ای که آگوسفیر نامیده میشود ( جایی که تمام ذرات بایستی همجهت با گردش سیاهچاله حرکت کنند) بعضی از ذرات به هم برخورد کرده و همدیگر را نابود میکنند و این فرایند تولید اشعه ی گاما میکند.

در سال 1969 اخترفیزیکدان راجر پنروز نشان داد که اگر دو فوتون در فاصله ی خیلی نزدیک به سیاهچاله تشکیل شوند برای یکی از آن ها امکان گریز وجود دارد در حالی که دیگری در دام گرانش می افتد.
این فرایند با این نظریه ی معمول که هیچ چیز نمیتواند از یک سیاهچاله عبور کند یا حداقل هیچ چیز نمیتواند عقب برگردد مقابله میکند. افق رویداد سیاهچاله منطقه ای است که کشش گرانشی در آن به حدی قوی هست که حتی نور نمیتواند از آن بگریزد.
طبق نظریه پنروز این ذرات فراتر از نقطه ی عدم بازگشت تشکیل نشده اند اما در شرایط عادی غیر محتمل است که وسیله ای برای گریز از سیاهچاله داشته باشند. بنابراین فرایند پنروز همچنان سرنوشت حداقل یک ذره را تغییر میدهد و به آن یک فرصت فرار میدهد.
در سال 2009 گروهی از محققان نشان دادند که فرایند پن روز میتواند برای ذرات ماده ی تاریک که همدیگر را نابود کرده و تولید اشعه ی گاما میکنند اتفاق بیفتد.
اگر ذرات ماده ی تاریک نزدیک سطح سیاهچاله ها نابود شوند تلسکوپ های زمینی میتوانند اشعه های گاما ساطع شده از آن ها را ردیابی کنند.
کار تحقیقاتی اسچنیتمن که مدل کامپیوتری تری ری را به کار میبرد مسیرهای بیشتری را نشان میدهد که ذرات ممکن است طی کنند. ذراتی که احتمالا اشعه ی گاما تولید کرده و میتوانند از سیاهچاله فرار کنند با بالاترین مقدار انرژی که قبلا پیش بینی شده است.
با این نتایج اسچنیتمن و همکاران او به دنبال سیگنال های دریافتی میباشند با اینکه گفته اند آن ها انتظار دارند که سیگنال های دریافتی در مقایسه با سایر منابع اشعه ی گاما کم نورتر باشند.
محققان لیستی از کهکشان های مورد هدف که منبع اشعه ی گاما هستند و سیاهچاله ی بسیار سنگینی در مرکز خود دارند را تهیه کرده اند .
اسچنیتمن : " هرچه سیاهچاله بزرگتر باشد سیگنال های دریافتی بزرگتر است" " مقیاس به گونه ای است که گویی جرم سیاهچاله توسط عاملی 10 برابر میشود و سیگنال مورد انتظار توسط عاملی تا 1000 برابر افزایش پیدا میکند. "
حقیقت این است که دانشمندان نمیدانند که ماده ی تاریک از چه چیزی تشکیل شده است و نمیدانند که چگونه ذرات ماده ی تاریک به گونه ای که مدل سازی اسچنیتمن پیشگویی میکند نابود میشوند. اگر چنین باشد بنابراین اسچنیتمن یک سیگنال را پیدا کرده است که یک موفقیت بزرگ در مطالعات طبیعت ماده ی تاریک به حساب می آید.