خورشيد قلب تيره اي دارد

شايد مركز ستاره ما از ماده تاريک ساخته شده باشد، چيزي كه مي تواند هسته را خنک كند
آيا ماده تاريک در مركز خورشيد درخشان ما كمين كرده است ؟ دو گروه از محققان معتقدند كه بله ، اين ماده در حال سرد كردن هسته خورشيد است . البته ماده تاريک تاثير قابل توجهي بر دماي كل خورشيد نمي گذارد. سرد شدن هسته توسط ماده تاريک مي تواند به توصيف فرايندي كه طي آن گرما منتشره شده و به درون خورشيد منتقل مي شود ، كمک كند . زيرا اين فرايند تا حدي غير قابل فهم
است .
ماده تاريک ، با نور واكنش نمي دهد ، بنابراين مرئي است . تنها مدرک براي وجود آن ، تاثيرات گرانشي آن بر روي اجرام ديگري همچون كهكشان هاست . با توجه به اين تاثيرات ، دانشمندان به اين نتيجه رسيده اند كه ماده تاريک در حدود بيش از 80 درصد از جرم كل عالم را تشكيل مي دهد.
اين ايده كه احتمالا ماده تاريک در قلب خورشيد ماست ، به سال 1980 ميلادي باز مي گردد. در آن زمان ، اخترشناسان پي بردند كه تعداد نوترينوهايي كه خورشيد را ترک مي كنند يک سوم مقداري است كه رايانه ها با شبيه سازي پيشنهاد مي دهند. ماده تاريک توانست علت پايين بودن ميزان نوترينوهارا شرح دهد ، زيرا ماده تاريک با جذب انرژي ، سرعت فرايندهاي هم جوشي را كه طي آن نوترينوها توليد مي شوند ، كم مي كند.
اما دانشمندان با مطالعات بيشتر به اين نتيجه رسيدند كه نوترينوها بين سه نوع متفاوت نوسان مي كنند، و در آن زمان تنها يک نوع از نوترينوها بر روي زمين آشكار شده بود. بنابراين ، فرضيه وجود ماده تاريك درون خورشيد با شكست روبه رو شد. اما با توجه به بررسي هاي اخير ، به اين فرضيه دوباره احيا شده است .
ماده تاريک به طور بسيار ضعيف با ماده معمولي واكنش مي دهد . شبيه سازي كه توسط "استفان وست" از دانشگاه رويال هالووي لندن و همكارانش در اين زمينه انجام شد ، نشان داد كه نيروي گرانش ، ذرات ماده تاريک را به مركز خورشيد يعني مكاني كه آنها گرما را جذب مي كنند، اين گرما را از هسته به سطح منتقل كرده و به اين ترتيب سبب كاهش دماي هسته مي شوند.
"مدرس فراندسن" و "سابرساركار" از دانشگاه آكسفورد ، از اين ايده كه ماده تاريک درون خورشيد هسته را خنک مي كند، حمايت مي كنند . آنها در محاسباتشان جرم يک ذره از ماده تاريك را 5 گيگا الكترون ولت (سبك تر از مقداري كه وست در شبيه سازي هاي خود در نظر گرفته بود) در نظر گرفتند.
به اين ترتيب ، فراندسن متوجه شد كه جرم ذره ماده تاريک در حدود 5 برابر جرم يک پروتون يا نوترون است . و اين ، با مشاهده سازگار است؛ زيرا به نظر مي رسد ماده تاريك 5 برابر بيشتر از ماده معمولي در جهان وجود دارد.
ساركار و فراندسن معتقدند كه پذيرفتن فرضيه وجود ماده تاريک درون خورشيد ، مسائل ديگري را نيز حل خواهد كرد. در محدوده اي درون خورشيد به نام منطقه همرفت ، كه درست در زير شيدسپهر قرار مي گيرد ، انرژي گرمايي توسط جا به جايي منتقل مي شود: توده هاي گرم گاز بالا مي روند و به صورت دانه هاي روشن ظاهر مي شوند، انرژي شان را در شيد سپهر تخليه مي كنند و گازهاي سردتر پايين مي آيند. اما موقعيت دقيق مرز منطقه همرفت بحث برانگيز است .
شبيه سازي ها بر پايه ساختمان و تركيب خورشيد، پيشنهاد مي كنند كه از اين مرز دورتر از جايي است كه توسط امواج صوت پيش بيني شده است . ساركار و فراندسون مي گويند ذره ماده تاريک در شبيه سازي ها ، اين مرز را به سمت مناطق دروني تر مي كشاند.
هنوز ، هيچ كس متقاعد نشده است. "جويس گازيک" ، همكار "وست" در رصد خانه ملي لوس آلاموس در نيومكزيكو ، پي برد كه مدل هاي جاري براي خورشيد دماي پايين تري را ، نسبت به آن چه كه مشاهده مي شود، پيش بيني مي كنند. به علاوه اگر يک عامل سرد كننده هسته را نيز در نظر بگيريم ، اين تفاوت دما بيشتر خواهد شد.
هر دو گروه محققان موافقند كه اگر هسته در حال سرد شدن باشد ، بايد توليد برخي از انواع نوترينوهاي خورشيدي به اندازه تقريبا 10 عدد در هر ثانيه كم شود. ما مي توانيم اين كاهش در تعداد نوترينوها را با استفاده ازآشكارسازي هاي موجود در كانادا و ايتاليا بررسي كنيم.

ستاره هاي تاريک ، منشا سياه چاله ها هستند؟
 

احتمالا خورشيد ما تنها ستاره اي نيست كه در مركز خود ماده تاريک دارد . مي دانيم كه در مركز بيشتر كهكشان ها ، سياه چاله هايي وجود دارد . منشا اين قبيل سياه چاله ها به عنوان يك راز باقي مانده است . تمركز ماده تاريک در دوران اوليه شكل گيري عالم ، بسيار بالا بوده است . يک فرضيه مي گويد كه اين سياه چاله ها بقاياي ستاره هاي اوليه جهان هستند كه احتمالا درون ابرهاي پرجرم متشكل از ماده تاريک شكل گرفته اند. اين ستاره ها هسته هايي غني از ذرات ماده تاريك داشته اند. بر اساس يك مطالعه جديد دانشمندان به اين نتيجه رسيده اند كه ممكن است اولين ستارگاني كه جهان را روشن مي كردند، توسط ماده تاريک كه موجب آزاد شدن حرارت مي شود ، شكل مي گيرند. حرارت و گرماي ناشي از ماده تاريک ، انرژي لازم اين ستارگان را به جاي واكنش هاي هسته اي تامين مي كرده است . به بيان ديگر ، گوي هاي پر جرمي از هيدروژن و هليوم به جاي همجوشي هسته اي ، از نابودي ماده تاريک حاصل مي شده اند.
همچنان كه ماده تاريک در اين فرايند به مصرف مي رسد ، مقادير ديگري از ماده تاريک در ساير نقاط به عنوان جايگزين به سوي هاله جريان خواهند يافت تا هسته همچنان گرم بماند. با جارو كردن ماده تاريک از فضاي اطراف توسط ستاره ، اندازه آنها به طور طبيعي رشد مي كند. تا زماني كه ماده تاريک براي تغذيه وجود دارد ، ستارگان همچنان به رشد خود ادامه مي دهند. اما هنگامي كه ماده تاريک به اتمام مي رسد ، ستارگان مي رمبند و به سياه چاله هاي اَبَر پُر جرم تبديل مي شوند.
اما آيا اميدي براي آشكارسازي ستاره هاي تاريک وجود دارد ؟ در ماه ژوئن يك مطالعه كه توسط "كاترين فريز" از دانشگاه ميشيگان صورت پذيرفت ، نشان داد كه ستاره هاي تاريك مي توانستند جرمي بيش از 10 ميليون برابر جرم خورشيد بدست بياورند.
در مطالعه بعدي، "اريك زاكريسون" از دانشگاه استكهلم در سوئد به همراه همكارانش در زمينه درخشندگي ظاهري اين قبيل ستاره ها كار كردند. آنها به اين نتيجه رسيدند كه با استفاده از تلسكوپ فضايي فروسرخ ناسا به نام "جيمز وب" كه در سال 2013 به ماموريت فرستاده مي شود ، مي توانند بررسي هاي دقيق تري را در مورد اين قبيل ستارگان انجام دهند.
منابع:
نيوساينتيست ، 17 جولاي 2010
دانشمند شماره 566
/ع