การวิจัยใหม่ชี้ว่ากาแลคซีอาจถูกยึดไว้กับ "ดาวมืด" ขนาดยักษ์ ซึ่งเป็นกลุ่มของสสารที่มองไม่เห็นนั่งอยู่ที่แกนกลางของพวกมัน
แม้ว่านักดาราศาสตร์จะมีหลักฐานมากมายว่ามวลส่วนใหญ่ในดาราจักรใดก็ตามไม่สามารถมองเห็นได้ แต่พวกเขาก็ยังไม่ทราบถึงตัวตนของมวลนี้"ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา สมมติฐานที่น่าเป็นไปได้มากที่สุดคือสสารมืดประกอบด้วยอนุภาคหนักบางชนิดซึ่งแทบจะไม่มีปฏิสัมพันธ์กับแสงหรือสสารอื่นๆ เลย แต่สมมติฐานนี้พยายามดิ้นรนเพื่ออธิบายความหนาแน่นที่ค่อนข้างต่ำของแกนกาแลคซี เพราะการจำลองพฤติกรรมของสสารมืดทำนายว่ามันอาจจะรวมตัวกันเป็นความหนาแน่นสูงมากได้ง่าย ซึ่งไม่ตรงกับการสังเกต
คำตอบหนึ่งที่เป็นไปได้สำหรับปัญหานี้ก็คืออนุภาคของสสารมืดนั้นเบาอย่างไม่น่าเชื่อ ซึ่งมีมวลน้อยกว่าหลายพันล้านเท่าซึ่งเป็นอนุภาคที่เบาที่สุดที่เรารู้จักในปัจจุบัน ขนานนามว่า "อนุภาคสมมุติเหล่านี้เบามากเสียจนธรรมชาติของคลื่นควอนตัมปรากฏบนสเกลที่ใหญ่กว่าและกว้างไกล แม้กระทั่งกาแลคซี ซึ่งหมายความว่าพวกมันสามารถคงตัวจนกลายเป็นกลุ่มสสารที่มองไม่เห็นขนาดยักษ์และก่อตัวเป็นดาวมืดได้
สิ่งนี้น่าสนใจเป็นพิเศษเพราะดาวมืดเหล่านี้สามารถขยายออกไปในอวกาศได้หลายพันปีแสง แต่ยังคงมีมวลค่อนข้างต่ำ เนื่องจากอนุภาคเบามาก ดังนั้น พวกมันจึงสามารถก่อตัวแกนกลางของกาแลคซีได้ โดยให้มวลของกาแลคซีเหล่านี้จำนวนมากโดยไม่สร้างความหนาแน่นสูงมากที่ใจกลางกาแลคซี
แต่กาแลคซีนั้นประกอบด้วยมากกว่าสสารมืด ไม่ว่าจะเป็นแบบคลุมเครือหรืออย่างอื่น พวกมันยังมีสสารปกติซึ่งกระจายอยู่ในรูปเมฆก๊าซและดาวฤกษ์ที่กระจัดกระจาย และเป็นองค์ประกอบที่นักดาราศาสตร์สามารถสังเกตได้จริง ดังนั้น เพื่อทดสอบแนวคิดนี้ เราต้องเข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างสสารมืดคลุมเครือกับสสารปกติภายในกาแลคซี
ที่เกี่ยวข้อง:
'เลือน' ในดวงดาวของเรา
ในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 17 ธันวาคม 2024 เป็นต้นไปเซิร์ฟเวอร์การพิมพ์ล่วงหน้า arXivทีมนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์นานาชาติสำรวจว่ากาแลคซีอาจมีวิวัฒนาการอย่างไรเพื่อตอบสนองต่อสสารมืดคลุมเครือ ในขั้นตอนแรกนี้ พวกเขาไม่ได้พยายามสร้างกาแลคซีที่ซับซ้อนขึ้นมาใหม่ทั้งหมด แต่พวกเขาสร้างโมเดลของเล่นง่ายๆ ที่มีเพียงสององค์ประกอบ ได้แก่ เปอร์เซ็นต์สสารมืดคลุมเครือจำนวนมาก และก๊าซในอุดมคติที่เรียบง่ายในเปอร์เซ็นต์ที่น้อยกว่า
จากนั้นพวกเขาคำนวณว่าองค์ประกอบทั้งสองนี้จะวิวัฒนาการอย่างไรภายใต้อิทธิพลแรงโน้มถ่วงซึ่งกันและกัน พวกเขาพบว่าแม้ในตอนแรกจะมีพฤติกรรมสุ่ม สสารมืดคลุมเครือก็รวมตัวกันอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นกระจุกขนาดใหญ่ตรงกลาง โดยมีเมฆสสารมืดกระจายอยู่รอบๆ ตัวมากขึ้น
ก๊าซตามมาผสมกับสสารมืดคลุมเครือในใจกลาง ทำให้เกิดสิ่งที่นักวิจัยตั้งชื่อดาวเฟอร์เมียน-โบซอน โดยอ้างอิงถึงสสารสองชนิดที่ผสมกันจนกลายเป็นวัตถุใจกลาง ดาวดวงนี้แตกต่างจากแนวคิดทั่วไปของเราอย่างสิ้นเชิง มันจะใหญ่โต — มากถึง 10,000 คนข้าม — และแทบจะมองไม่เห็นเลย ยกเว้นแสงอันละเอียดอ่อนของก๊าซที่แผ่กระจายไปทั่ว
อย่างไรก็ตาม นักวิจัยชี้ให้เห็นว่า สิ่งนี้จะทำหน้าที่เป็นตัวแทนในอุดมคติของแกนดาราจักรซึ่งมีความหนาแน่นของสสารปกติสูงกว่าแต่ไม่สูงเกินไป จึงเป็นการยืนยันการคาดการณ์ที่สำคัญของแบบจำลองสสารมืดคลุมเครือ
ขั้นตอนต่อไปคือการสร้างแบบจำลองที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นเพื่อสำรวจว่า "ดาวฤกษ์" เหล่านี้อาจมีหน้าตาเป็นอย่างไร เพื่อให้นักดาราศาสตร์สามารถเปรียบเทียบการทำนายกับการสังเกตการณ์ในโลกแห่งความเป็นจริงได้
