گذر دوره‌ای منظومه‌ی شمسی از میان یک دیسک تاریک می‌تواند بمبارانی از‌ دنباله‌دارها را پدید آورد که ممکن است سبب انقراض دایناسورها‌ شده باشد.

بنا به گفته‌ی دو تن از نظریه‌پردازان، دیسک نازکی از ماده‌ی تاریک که در حال عبور از میان کهکشان است، احتمالاً در ایجاد رگباری از شهاب‌سنگ‌ها‌‌ که تصور می‌شود علت انقراض برخی از موجودات زنده زمینی از جمله دایناسورها بوده‌اند، نقش داشته است.

مدل آن‌ها بر مبنای شکل فرضی ماده‌ی تاریک استوار است که سال گذشته به عنوان ابزاری برای حل یکی از مسائل کیهان شناسی مطرح شده بود [1,2]. وجود چنین دیسکی می‌تواند توسط مشاهدات نجومی مورد بررسی قرار گیرد.

شهاب‌سنگ‌ها به طور منظم با سطح زمین برخورد می‌کنند. حدود سی سال پیش فیزیک‌پیشگان نشان دادند که این بمباران‌ها به طور چرخه‌ای شدت می‌یابند و دلالت بر برخی علت‌های کیهانی دارند. یک توضیح ارائه شده آن است که خورشید یک ستاره‌ی ندیم آشکارسازی نشده‌ دارد که به «نمسیس» یا «ستاره‌ی مرگ» ملقب است و پیوسته به واسطه‌ی ارسال دنباله‌دارهایی از ابر اورتِ (Oort cloud) دوردست به سمت منظومه‌ی شمسی، در حال نوسان است [3,4].

ابر اورت، یک ابر کروی از اجرام کوچک یخی و سرچشمه‌ی بسیاری از دنباله‌دارهاست که در فاصله‌ی تقریبی یک سال نوری از خورشید قرار دارد.

خورشید مسیری مارمانند را هنگام چرخش در کهکشان راه شیری دنبال می‌کند.

در جدیدترین مقاله لیزا راندال (Lisa Randall) و متیو ریس (Matthew Reece) از دانشگاه هاروارد پیشنهاد دیگری را به همراه آورده‌اند [5,6] که در آن دوره تناوب در نظر گرفته شده را به روشی که خورشید و منظومه‌ی شمسی درون کهکشان راه شیری حرکت می‌کنند، نسبت می‌دهند. همانطور که خورشید حرکت چرخشی بازوهای کهکشان را دنبال می‌کند، به سمت بالا و پایین نیز حرکت می‌کند و صفحه‌ای را که کهکشان را به دو نیمه‌ی بالایی و پایینی (مانند دو برش نان موجود در ساندویچ) تقسیم می‌کند، به طور تناوبی قطع می‌نماید. آن‌ها نشان می‌دهند که همانگونه که خورشید به سمت بالا و پایین در نوسان است، از لایه‌ی چگالی از ماده‌ی تاریک (همبرگر بین دو نان) عبور می‌کند و فشار و کشش گرانشی را سبب می‌شود که دنباله‌دارهای موجود در ابر اورت را مختل می‌کنند.

مدل‌های پیشین نمی‌توانست نیروی گرانشی را به درستی محاسبه کند؛ اما راندال و ریس نشان دادند که دیسک نازکی از جنس ماده‌ی تاریک در مرکز کهکشان می‌تواند طوفان‌هایی از دنباله‌دارها را با دوره تناوب 35 میلیون سال پدید آورد و با برخی از شواهد آماری ضعیفی که اخیراً به دست آمده است، هماهنگی دارد. مقاله‌ی ‌آن‌ها در Physical Review Letters در حال انتشار است [7].

معمولاً تصور می‌شود که ماده‌ی تاریک برهمکنش بسیار ضعیفی دارد و قادر نیست که به شکل دیسک درآید؛ اما این پژوهشگران نشان داده‌اند که کسر کوچکی از ماده‌ی تاریک می‌تواند رفتاری کاملاً متفاوت داشته باشد. سال گذشته آن‌ها نظریه‌ی «ماده‌ی تاریک اتلافی» را در تلاش برای توضیح سیگنال‌های مشابه ماده‌ی تاریک‌ که از مرکز کهکشان به وسیله‌ی تلسکوپ فضایی فرمی دریافت می‌شد، توسعه دادند [8]. مدل آن‌ها دیسک تاریکی با ضخامت 35 سال نوری و با چگالی یک جرم خورشیدی بر مربع سال نوری را نتیجه داد؛ به اندازه‌ی کافی چگال تا بارش تناوبی دنباله‌دارها را پدید آورد.

اکنون ستاره‌شناسان باید وجود دیسک تاریک و تطابق چگالی آن با این مدل را بررسی کنند. ماموریت گایا آژانس فضایی اروپا که سال گذشته پرتاب شده، کاوش میدان گرانشی کهکشان است و می‌تواند وجود یا عدم وجود دیسک تاریک را تایید کند. البته خطاهای موجود در برخی از تخمین‌های این گروه به عدم قطعیت مدل آن‌ها می‌افزاید؛ اما بنا به گفته‌ی راندال کار آن‌ها همچنان پژوهش ارزشمندی محسوب می‌شود.

منبع: Did dark matter kill the dinosaurs?

مرجع‌ها

Fan, J., Katz, A., Randall, L. & Reece, M. Phys. Dark Univ. 2 139–156 (2013).

Fan, J., Katz, A., Randall, L. & Reece, M. Phys. Rev. Lett. 110. 211302 (2013).

Whitmire, D. P. & Jackson, A. A. Nature 308, 713–715 (1984).

Davis, M., Hut, P. & Muller, R. A. Nature 308, 715–717 (1984).

Rampino, M. R. and Stothers, R. B. Nature 308 709–712 (1984)

Schwartz, R. D. and James, P. B. 308 712–713 (1984).

Randall, L. & Reece, M. Preprint at http://arxiv.org/pdf/1403.0576v1.pdf (2014).

Daylan, T. et al. Preprint at http://arxiv.org/pdf/1402.6703v1.pdf (2014).