நமது வீட்டு விண்மீனின் மையத்தில் கரும்பொருள் 

ஃபெர்மி தொலைநோக்கி நமது விண்மீனின் மையத்தில் அதிகப்படியான γ-கதிர் உமிழ்வைத் தெளிவாகக் கண்காணித்தது, இது கோளமற்றதாகவும் தட்டையாகவும் தோன்றியது. கேலடிக் சென்டர் எக்ஸஸ் (GCE) என்று குறிப்பிடப்படும் இந்த அதிகப்படியான γ-கதிர், இருண்ட பொருளின் துகள் வேட்பாளரான பலவீனமாக தொடர்பு கொள்ளும் பாரிய துகள்களின் (WIMPs) சுய-அழிவின் விளைவாக எழும் இருண்ட பொருளின் சாத்தியமான கையொப்பமாகும். இருப்பினும், விண்மீன் மையத்தில் காணப்பட்ட அதிகப்படியான γ-கதிர் பழைய மில்லி விநாடி பல்சர்கள் (MSPs) காரணமாகவும் இருக்கலாம். இதுவரை, இருண்ட பொருளின் (DM) காரணமாக GCE உருவவியல் கோளமாக இருக்கும் என்று கருதப்பட்டது. DM காரணமாக ஏற்படும் காமா-கதிர் உருவவியல் கணிசமாக கோளமற்றதாகவும் தட்டையாகவும் இருக்கலாம் என்பதை சமீபத்திய உருவகப்படுத்துதல் ஆய்வு வெளிப்படுத்துகிறது. இதன் பொருள் கவனிக்கப்பட்ட GCE க்கான இருண்ட பொருள் (DM) அழிவுகள் மற்றும் மில்லி விநாடி பல்சர்கள் (MSPs) கருதுகோள்கள் இரண்டும் சமமாக சாத்தியமாகும். இருண்ட பொருளை (DM) அழிப்பதில் உற்பத்தி செய்யப்படும் காமா கதிர்கள் தோராயமாக 0.1 டெரா-எலக்ட்ரான்-வோல்ட் (TeV) என்ற மிக அதிக ஆற்றல் அளவைக் கொண்டிருக்கும். நிலையான காமா-கதிர் தொலைநோக்கிகள் இந்த உயர்-ஆற்றல் ஃபோட்டான்களை நேரடியாகக் கண்டறிய முடியாது. எனவே, செரென்கோவ் தொலைநோக்கி வரிசை ஆய்வகம் (CTAO) மற்றும் தெற்கு பரந்த-புல காமா-கதிர் ஆய்வகம் (SWGO) போன்ற டெரா γ-கதிர் ஆய்வகங்களால் ஆய்வுகள் முடிந்தவுடன், கேலடிக் சென்டர் எக்ஸஸ் (GCE) இன் இருண்ட பொருள் (DM) மாதிரியை உறுதிப்படுத்துவது சாத்தியமாகும்.

1933 ஆம் ஆண்டு, கோமா கிளஸ்டரில் வேகமாக நகரும் விண்மீன் திரள்கள், எப்படியோ கண்ணுக்குத் தெரியாத கூடுதல் பொருள் இல்லாமல் ஒன்றாகப் பிடித்து நிலையாக இருக்க முடியாது, ஆனால் விண்மீன் திரள்கள் உடைந்து விழுவதைத் தடுக்க போதுமான ஈர்ப்பு விளைவை ஏற்படுத்துகின்றன என்பதை ஃபிரிட்ஸ் ஸ்விக்கி கவனித்தபோது, ​​இருண்ட பொருளின் கதை தொடங்கியது. அத்தகைய கண்ணுக்குத் தெரியாத பொருளைக் குறிக்க அவர் "இருண்ட பொருள்" என்ற வார்த்தையை உருவாக்கினார். 1960 களில், வேரா ரூபின் இருண்ட பொருளைப் பற்றிய நமது புரிதலுக்கு ஒரு முக்கிய பங்களிப்பை வழங்கினார். ஆண்ட்ரோமெடா மற்றும் பிற விண்மீன் திரள்களின் வெளிப்புற விளிம்புகளில் உள்ள நட்சத்திரங்கள் மையத்தை நோக்கி நட்சத்திரங்களின் வேகத்தைப் போலவே வேகமாகச் சுழன்று கொண்டிருப்பதை அவர் குறிப்பிட்டார். அனைத்து கவனிக்கப்பட்ட பொருட்களின் தொகைக்கும், விண்மீன் திரள்கள் பிரிந்து பறந்திருக்க வேண்டும், இதனால் சில கூடுதல் கண்ணுக்குத் தெரியாத பொருள் இருக்க வேண்டும், அவை விண்மீன் திரள்களை ஒன்றாக வைத்திருக்கின்றன மற்றும் அவற்றை அதிக வேகத்தில் சுழற்றச் செய்கின்றன. ஆண்ட்ரோமெடா விண்மீனின் சுழற்சி வளைவுகளை அவர் அளவிடுவது இருண்ட பொருளின் ஆரம்பகால சான்றுகளை வழங்கியது.  

இப்போது நமக்குத் தெரியும், இருண்ட பொருள் ஒளி அல்லது மின்காந்த சக்தியுடன் தொடர்பு கொள்ளாது. அது ஒளியையோ அல்லது வேறு எந்த மின்காந்த கதிர்வீச்சையோ உறிஞ்சாது, பிரதிபலிக்காது அல்லது வெளியிடாது, எனவே கண்ணுக்குத் தெரியாதது இருண்டது என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஆனால் அது ஈர்ப்பு விசையால் கொத்தாக உருவாகி சாதாரண பொருளின் மீது ஈர்ப்பு விளைவைக் கொண்டிருக்கிறது, மேலும் விண்வெளியில் அதன் இருப்பு பொதுவாக இவ்வாறு ஊகிக்கப்படுகிறது. பிரபஞ்சத்தின் நிறை ஆற்றல் உள்ளடக்கத்தில் 26.8% வரை இருக்கும் இருண்ட பொருளின் ஈர்ப்பு விளைவால் விண்மீன் திரள்கள் சமநிலையில் ஒன்றாக வைக்கப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் நாம் அனைவரும் உருவாக்கிய அனைத்து பேரியோனிக் சாதாரண பொருள் உட்பட முழு காணக்கூடிய பிரபஞ்சமும் பிரபஞ்சத்தின் 4.9% மட்டுமே. பிரபஞ்சத்தின் நிறை ஆற்றல் உள்ளடக்கத்தில் மீதமுள்ள 68.3% இருண்ட ஆற்றல் ஆகும்.  

இருண்ட பொருள் உண்மையில் என்னவென்று தெரியவில்லை. இதில் எந்த அடிப்படை துகள்களும் இல்லை. நிலையான மாதிரி இருண்ட பொருளாக இருக்க தேவையான பண்புகளைக் கொண்டிருக்கலாம். ஒருவேளை, நிலையான மாதிரியில் உள்ள துகள்களின் கூட்டாளிகளாக இருக்கும் கருதுகோள் "சூப்பர்சிமெட்ரிக் துகள்கள்" இருண்ட பொருளை உருவாக்குகின்றன. ஒருவேளை இருண்ட பொருளின் இணையான உலகம் இருக்கலாம். WIMPகள் (பலவீனமாக தொடர்பு கொள்ளும் பாரிய துகள்கள்), அச்சுகள் அல்லது மலட்டு நியூட்ரினோக்கள் ஆகியவை நிலையான மாதிரியைத் தாண்டி கருதுகோள் செய்யப்பட்ட துகள்கள் ஆகும், அவை முன்னணி வேட்பாளர்களாக உள்ளன. இருப்பினும், அத்தகைய துகள்களைக் கண்டறிவதில் இதுவரை எந்த வெற்றியும் அடையப்படவில்லை.  

பல திட்டங்கள் உள்ளன (எ.கா. செனான் பரிசோதனை, டார்க்சைடு-20k திட்டம், யூரேகா பரிசோதனை, மற்றும் ரெஸ்-நோவா) தற்போது இருண்ட பொருள் துகள்களை நேரடியாகக் கண்டறிவதற்கான பணிகள் நடைபெற்று வருகின்றன. இவை பெரும்பாலும் திரவ மந்த வாயு கண்டுபிடிப்பாளர்கள் அல்லது கிரையோஜெனிக் கண்டுபிடிப்பாளர்கள் ஆகும், அவை இருண்ட பொருள் துகள்களின் தொடர்புகளிலிருந்து மங்கலான சமிக்ஞைகளைக் கண்டறிய வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. இருப்பினும், பல புதுமையான அணுகுமுறைகள் இருந்தபோதிலும், எந்தவொரு திட்டமும் இதுவரை எந்த இருண்ட பொருள் துகளையும் நேரடியாகக் கண்டறிய முடியவில்லை. 

இருண்ட பொருளின் மறைமுக ஆதாரங்களுக்கு, ஃபிரிட்ஸ் ஸ்விக்கி மற்றும் வேரா ரூபின் ஆகியோர், கவனிக்கப்பட்ட சாதாரண பொருளுக்கு விகிதாசாரமற்ற வேகத்தில் இருந்தாலும், விண்மீன் திரள்கள் எவ்வாறு ஒன்றாகப் பிடிக்கப்படுகின்றன என்பதைப் படிப்பதன் மூலம் இருண்ட பொருளைக் கண்டறிந்தது போல, இருண்ட பொருளின் ஈர்ப்பு விளைவுகளை ஒருவர் தேடலாம். லென்சிங்கின் (ஒளியின் வளைவு) ஈர்ப்பு விளைவுகள் மற்றும் விண்வெளியில் நட்சத்திரங்களின் இயக்கத்தின் மீதான விளைவுகள் இருண்ட பொருளின் இருப்புக்கான மறைமுக ஆதாரங்களையும் வழங்கலாம். கூடுதலாக, இருண்ட பொருளின் துகள்கள் விண்வெளியில் ஒன்றோடொன்று மோதும்போது உருவாகும் அழிவு பொருட்கள் (காமா-கதிர்கள், நியூட்ரினோக்கள் மற்றும் காஸ்மிக் கதிர்கள் போன்றவை) இருண்ட பொருளின் இருப்பைக் குறிக்கலாம். இருண்ட பொருளின் துகள்களை அழிப்பதன் தயாரிப்புகளின் அடிப்படையில் இருண்ட பொருள் கணிக்கப்பட்ட ஒரு இடம் நமது வீட்டு விண்மீன் பால்வீதியின் மையமாகும்.  

நமது வீட்டு விண்மீன் பால்வீதியின் மையத்தில் இருண்ட பொருளைக் கண்டறிதல்  

பால்வீதியின் (MW) மையத்தில் அதிகப்படியான பரவலான நுண்ணலை மைய ஒளிர்வுக்கான அறிகுறிகள் இருந்தன. WIMP இருண்ட பொருள் அழிவில் உருவாக்கப்பட்ட சார்பியல் எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் பாசிட்ரான்களிலிருந்து வரும் ஒத்திசைவு உமிழ்வு காரணமாக அதிகப்படியான பளபளப்பு இருப்பதாக முன்மொழியப்பட்டது, எனவே சில நூறு GeV வரை ஆற்றல் வரம்பில் நீட்டிக்கப்பட்ட பரவலான γ-கதிர் சமிக்ஞை கணிக்கப்பட்டது. பின்னர், ஃபெர்மி-லார்ஜ் ஏரியா டெலஸ்கோப் (LAT) γ-கதிர் சமிக்ஞையைக் கண்டறிந்தது, இது விண்மீன் மைய அதிகப்படியானது (GCE) என அடையாளம் காணப்பட்டது. விரைவில், விண்மீன் மைய அதிகப்படியானது (GCE) பழைய நியூட்ரான் நட்சத்திரங்களாலும் (மில்லிசெகண்ட் பல்சர்கள்) இருக்கலாம் என்பது உணரப்பட்டது. GCE இன் உருவவியல் முக்கியமானதாக இருக்கும் என்று கருதப்பட்டது - சமச்சீர் கோள வடிவ GCE என்பது இருண்ட பொருள் (DM) துகள்களின் அழிவிலிருந்து γ-கதிர் உமிழ்வைக் குறிக்கும், அதே நேரத்தில் GCE இன் தட்டையான உருவவியல் மில்லிசெகண்ட் பல்சர்களிலிருந்து (MSP) γ-கதிர் உமிழ்வைக் குறிக்கும்.  

ஃபெர்மி-லார்ஜ் ஏரியா டெலஸ்கோப் (LAT) மூலம் பால்வீதி விண்மீன் மையத்தை விரிவாகக் கண்காணித்ததில் ஒரு தட்டையான ஆஸ்பெரிசிட்டி தெரியவந்தது. சாதாரணமாக, கவனிக்கப்பட்ட ஆஸ்பெரிசிட்டியை பழைய நட்சத்திரங்களுடன் (MSP) தொடர்புபடுத்தலாம், இருப்பினும் 16 அக்டோபர் 2025 அன்று வெளியிடப்பட்ட சமீபத்திய ஆய்வு, பழைய நட்சத்திரங்கள் (MSP) மற்றும் இருண்ட பொருள் (DM) அழிவு மாதிரிகள் இரண்டாலும் கணிக்கப்பட்ட GCE உருவவியல்கள் பிரித்தறிய முடியாதவை என்று முடிவு செய்துள்ளது.   

இருண்ட பொருளின் பரவலை ஆய்வு செய்ய, ஆராய்ச்சியாளர்கள் MW (பால்வெளி) போன்ற விண்மீன் திரள்களின் உருவகப்படுத்துதலை நடத்தினர். அனிசோட்ரோபிக் மாதிரியில் கருதப்படுவது போல், விண்மீன் திரள்களைச் சுற்றியுள்ள இருண்ட பொருளின் ஒளிவட்டங்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்களின் மையப் பகுதிகளைச் சுற்றியுள்ள இருண்ட பொருளின் ஒளிவட்டங்கள் அரிதாகவே கோளமாக இருப்பதைக் கண்டறிந்தனர். அதற்கு பதிலாக, பகுப்பாய்வு அனைத்து விண்மீன் திரள்களுக்கும் ஒரு தட்டையான இருண்ட பொருளின் அடர்த்தி திட்டத்தைக் காட்டியது. இந்த அச்சு சமச்சீரற்ற இருண்ட பொருளின் (DM) விநியோகம் பிரபஞ்ச வரலாற்றில் முதல் மூன்று பில்லியன் ஆண்டுகளில் பால்வீதி விண்மீனின் இணைப்பு வரலாற்றால் காட்டப்பட்டது. GCE இன் கவனிக்கப்பட்ட உருவவியல் மத்திய பகுதியில் தட்டையானது, இது பொதுவாக பழைய நட்சத்திர (MSP) விநியோகத்தின் சிறப்பியல்பு என்று கருதப்படுகிறது. புதிய ஆய்வு இருண்ட பொருள் (DM) இதேபோன்ற பெட்டி விநியோகத்தை உருவாக்குகிறது என்பதை நிரூபித்துள்ளது. எனவே, கவனிக்கப்பட்ட GCE க்கான இருண்ட பொருள் (DM) அழிவுகள் மற்றும் மில்லி விநாடி பல்சர்கள் (MSPகள்) கருதுகோள்கள் இரண்டும் சமமாக சாத்தியமாகும்.   

செரென்கோவ் தொலைநோக்கி வரிசை ஆய்வகம் (CTAO) மற்றும் தெற்கு பரந்த-புல காமா-கதிர் ஆய்வகம் (SWGO) போன்ற γ-கதிர் ஆய்வகங்கள் எதிர்காலத்தில் தங்கள் டெரா-காமா கதிர் ஆய்வுகளை முடிக்கும்போது, ​​கவனிக்கப்பட்ட GCE இருண்ட பொருள் (DM) காரணமாக ஏற்பட்டதா அல்லது மில்லி விநாடி பல்சர்கள் (MSPs) காரணமாக ஏற்பட்டதா என்பது அறியப்படும். விண்மீன் மையத்தில் இருண்ட பொருளின் (DM) அழிவு விளைபொருளாக உற்பத்தி செய்யப்படும் காமா கதிர்கள், தோராயமாக 0.1 டெரா-எலக்ட்ரான்-வோல்ட் (TeV) மிக அதிக ஆற்றல் மட்டத்துடன் கூடிய அல்ட்ரா-ஹை-ஆற்றல் ஃபோட்டான்களாக இருக்கும். நிலையான காமா-கதிர் தொலைநோக்கிகள் இந்த உயர்-ஆற்றல் ஃபோட்டான்களை நேரடியாகக் கண்டறிய முடியாது. CTAO மற்றும் SWGO போன்ற எதிர்கால γ-கதிர் ஆய்வகங்களுக்கு டெரா-காமா கதிர்கள் ஒரு முக்கியமான இலக்காக இருக்கும்.  

இந்த ஆய்வு, விண்வெளியில் இருண்ட பொருளை அதன் அழிவு தயாரிப்புகள் மூலம் கண்டறிவதில் ஒரு படி முன்னேறியுள்ளது, இருப்பினும் விண்மீன் மையத்தில் இருண்ட பொருளின் இருப்பை எதிர்காலத்தில் CTAO அல்லது SWGO போன்ற அதி-உயர் ஆற்றல் γ-கதிர் ஆய்வகங்கள் உறுதிப்படுத்த வேண்டும். இருண்ட பொருளின் அறிவியலில் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றம் எந்த DM துகளையும் நேரடியாகக் கண்டறிவதாகும்.  

*** 

குறிப்புகள்:  

1. ஹாச்பெர்க், ஒய்., கான், ஒய்.எஃப், லீன், ஆர்.கே மற்றும் பலர். இருண்ட பொருளைக் கண்டறிவதற்கான புதிய அணுகுமுறைகள். நாட் ரெவ் பிசிக்ஸ் 4, 637–641 (2022). https://doi.org/10.1038/s42254-022-00509-4 

2. மிசியாஸ்ஸெகா எம். மற்றும் ரோசிப் என். 2024. இருண்ட பொருளை நேரடியாகக் கண்டறிதல்: ஒரு விமர்சன மதிப்பாய்வு. சமச்சீர் 2024, 16(2), 201; DOI: https://doi.org/10.3390/sym16020201  

3. இன்ஸ்டிடியூட்டோ டி ஃபிசிகா கார்பஸ்குலர். இருண்ட பொருளைத் தேடி: கண்ணுக்குத் தெரியாததைக் கண்டறிவதற்கான ஒரு புதிய அணுகுமுறை. 22 ஆகஸ்ட் 2025. கிடைக்கிறது https://webific.ific.uv.es/web/en/content/search-dark-matter-new-approach-detecting-invisible 

4. முரு எம்.எம்., மற்றும் பலர் 2025. பால்வீதி விண்மீனின் உருவகப்படுத்துதல்களில் ஃபெர்மி-லாட் விண்மீன் மையம் இருண்ட பொருளின் அதிகப்படியான உருவவியல். இயற்பியல் மதிப்பாய்வு கடிதங்கள். 135, 161005. 16 அக்டோபர் 2025 அன்று வெளியிடப்பட்டது. DOI: https://doi.org/10.1103/g9qz-h8wd . arXiv இல் முன் அச்சிடப்பட்ட பதிப்பு. ஆகஸ்ட் 8, 2025 அன்று சமர்ப்பிக்கப்பட்டது. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.06314  

5. ஜான்ஸ் ஹாப்கின்ஸ் பல்கலைக்கழகம். செய்திகள் - பால்வீதியில் உள்ள மர்மமான பளபளப்பு இருண்ட பொருளின் சான்றாக இருக்கலாம். 16 அக்டோபர் 2025 அன்று வெளியிடப்பட்டது. கிடைக்கிறது https://hub.jhu.edu/2025/10/16/mysterious-glow-in-milky-way-dark-matter/  

6. லீப்னிஸ் வானியற்பியல் நிறுவனம். செய்திகள் – பால்வெளி கரும்பொருள் அழிவு காரணமாக காமா கதிர் அதிகமாக இருப்பதைக் காட்டுகிறது. 17 அக்டோபர் 2025 அன்று வெளியிடப்பட்டது. கிடைக்கிறது https://www.aip.de/en/news/milkyway-gammaray-darkmatter-annihilation/  

7. ஃபெர்மி காமா-கதிர் விண்வெளி தொலைநோக்கி. இங்கு கிடைக்கிறது https://science.nasa.gov/mission/fermi/  

8. செரென்கோவ் தொலைநோக்கி வரிசை ஆய்வகம் (CTAO). இங்கே கிடைக்கிறது https://www.ctao.org/emission-to-discovery/science/  

9. தெற்கு அகன்ற புல காமா-கதிர் ஆய்வகம் (SWGO). இங்கே கிடைக்கிறது https://www.swgo.org/SWGOWiki/doku.php?id=swgo_rel_pub  

10. டார்ட்டு ஆய்வகம். பிரபஞ்சத்தின் இருண்ட பக்கம். இங்கு கிடைக்கிறது https://kosmos.ut.ee/en/dark-side-of-the-universe 

***