מאת פֶּסַח בֶּנְסוֹן • 21 באוקטובר 2025
ירושלים, 21 באוקטובר 2025 (TPS-IL) — חומר אפל עשוי שוב להיות המפתח להסברת אחת התעלומות המתמשכות ביותר באסטרונומיה: הזוהר המסתורי של קרני גמא במרכז שביל החלב. מחקר בינלאומי חדש בהובלת מדענים ישראלים, בריטים וגרמנים החיה מחדש את התיאוריה שחומר אפל יכול לעמוד מאחורי הקרינה האנרגטית שזוהתה לראשונה לפני יותר מעשור.
חומר אפל הוא צורה מסתורית ובלתי נראית של חומר, שמדענים מאמינים שהיא מהווה כ-85% מכלל החומר ביקום. בניגוד לחומר רגיל – החומר שממנו עשויים כוכבים, כוכבי לכת ואנשים – חומר אפל אינו פולט, סופג או מחזיר אור, ולכן לא ניתן לראותו ישירות באמצעות טלסקופים.
במשך שנים, מדענים התחבטו לגבי מה שמכונה "עודף מרכז הגלקסיה", ריכוז בלתי צפוי של קרני גמא המגיעות מליבה של שביל החלב. חלק מהמדענים מאמינים שהתנגשויות או השמדות הדדיות בין חלקיקי חומר אפל יכולות לייצר קרני גמא, מה שיכול להסביר את הזוהר המסתורי במרכז שביל החלב. אך ניתוחים מאוחרים יותר הציעו שדפוס המרחב של הקרניים אינו מתאים להילה החלקה והכדורית הצפויה מחומר אפל. חוקרים רבים פנו במקום זאת למקור קונבנציונלי יותר: אוכלוסייה נסתרת של כוכבי נייטרונים עתיקים ומסתובבים במהירות הנקראים פולסרים של אלפיות השנייה.
חוקרים מהאוניברסיטה העברית בירושלים, מכון לייבניץ לאסטרופיזיקה פוטסדאם (AIP) ואוניברסיטת אוקספורד מצאו שמיזוגים והתנגשויות קודמות של הגלקסיה יכלו לעצב מחדש את החומר האפל שלה, ובכך להציע דרך חדשה להסביר את אות קרני הגמא שנדון רבות.
המחקר, שפורסם בכתב העת המדעי המוערך Physical Review Letters, השתמש בסימולציות קוסמולוגיות מתקדמות כדי למדל כיצד ההיסטוריה המוקדמת והאלימה של שביל החלב עיצבה את התפלגות החומר האפל בליבתו. הצוות הובל על ידי ד"ר מוריץ מורו, יחד עם ד"ר נעם ליבסקינד וד"ר סטפן גוטלבר מה-AIP, פרופסור יהודה הופמן מהמכון לפיזיקה ע"ש רקח באוניברסיטה העברית, ופרופסור ג'וזף סילק מאוניברסיטת אוקספורד.
הממצאים מראים שחומר אפל עשוי שלא להיות מפוזר כפי שחשבו בעבר. באמצעות חבילת סימולציות מפורטות הידועות בשם Hestia, המשחזרות גלקסיות בתנאים דומים לשכונה הקוסמית שלנו, החוקרים עקבו אחר היווצרות שביל החלב דרך המיזוגים המוקדמים והצמיחה הסוערת שלו. אירועים אלו, הם מצאו, יכלו למתוח ולעוות את החומר האפל בליבה הגלקטית לצורה מורכבת יותר, לא כדורית – צורה התואמת מקרוב את דפוס קרני הגמא שנצפה על ידי טלסקופ החלל פרמי של נאס"א.
"ההיסטוריה של התנגשויות וצמיחה של שביל החלב משאירה טביעות אצבע ברורות על אופן סידור החומר האפל בליבתו," אמרו החוקרים. "כאשר אנו לוקחים זאת בחשבון, אות קרני הגמא נראה הרבה יותר כמו משהו שחומר אפל יכול להסביר."
תובנה זו מייצגת שינוי משמעותי. במקום להתייחס לחומר אפל כאל סטטי ומפוזר באופן אחיד, המחקר מקשר את ההיסטוריה הדינמית של הגלקסיה לתופעה נצפית בהווה – מה שמרמז שהזוהר המרכזי עשוי לשמר רמזים לאופן שבו נבנה שביל החלב.
הממצאים אינם מיישבים את המחלוקת, אך הם מחזירים את החומר האפל כמועמד רציני להסברת הקרינה המסתורית. מצפי כוכבים עתידיים כמו מערך טלסקופ צ'רנקוב, שיחקור קרני גמא באנרגיה גבוהה אף יותר, צפויים לבחון את התיאוריה באופן נחרץ יותר.
"מחקר זה נותן לנו דרך חדשה לפרש את אחד האותות המסקרנים ביותר בשמיים," אמרו המחברים. "או שנאשר שחומר אפל משאיר עקבה ניתנת לצפייה – או שנלמד משהו חדש לחלוטין על שביל החלב עצמו.
