ערפילית הגיטרה. לחץ להגדלה
מכיוון שהוא מהווה חלק גדול מהיקום, הייתם חושבים שנדע מהו החומר האפל עד עכשיו. צוות חוקרים בינלאומי מאמן כעת כי חומר אפל יכול להיות מעמד של חלקיקים המכונים "נייטרינים סטריליים". חלקיקים אלה, שנוצרו ממש במפץ הגדול, עשויים להסביר את המסה החסרה של היקום, ויהיו להם תופעות לוואי נוחות של האצת היווצרות הכוכבים המוקדמת.
חומר אפל אולי מילא תפקיד מרכזי ביצירת כוכבים כבר בראשית היקום. אם זה המצב, החומר האפל חייב להיות מורכב מחלקיקים המכונים "נייטרינים סטריליים". פיטר בירמן ממכון מקס פלאנק לאסטרונומיה רדיו בבון, ואלכסנדר קוסנקו, מאוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס, הראו שכאשר התפרקויות נייטרינים סטריליים הוא מאיץ את יצירת המימן המולקולרי. תהליך זה יכול היה לעזור להאיר את הכוכבים הראשונים רק 20 עד 100 מיליון שנה אחרי המפץ הגדול. דור הכוכבים הראשון הזה יינן אז את הגז הסובב אותם, כ 150 עד 400 מיליון שנה אחרי המפץ הגדול. כל זה מספק הסבר פשוט לכמה תצפיות תמוהות למדי הנוגעות לחומר אפל, כוכבי נויטרונים ואנטי-חומר.
מדענים גילו שלנייטרינו יש מסה באמצעות ניסויי תנודות נייטרינו. זה הוביל לתנוחה כי קיימים נייטרינו "סטרילי" - הידוע גם בשם נייטרינו ימני. הם אינם משתתפים באופן ישיר באינטראקציות חלשות, אך מקיימים אינטראקציה דרך ערבובם עם נייטרינים רגילים. המספר הכולל של נייטרינים סטריליים ביקום אינו ברור. אם לנייטרינו סטרילי יש רק מסה של כמה קילו-וולטים בודדים (1 קילו וולט הוא המיליון מהמסה של אטום מימן), זה היה מסביר את המסה העצומה, החסרה ביקום, המכונה לפעמים "חומר אפל". תצפיות אסטרופיזיות תומכות בדעה כי חומר אפל עשוי להיות מורכב מנוייטרינים סטריליים אלה.
התיאוריה של בירמן וקוזנקו שופכת אור על מספר חידות אסטרונומיות בלתי מוסברות שעדיין. ראשית, במהלך המפץ הגדול, מסת הנייטרינים שנוצרה במפץ הגדול הייתה שווה למה שצריך להסביר חומר אפל. שנית, חלקיקים אלה יכולים להיות הפיתרון לבעיה ארוכת השנים של הסיבה מדוע פולסרים נעים כל כך מהר.
פולסרים הם כוכבי נויטרונים המסתובבים במהירות גבוהה מאוד. הם נוצרים בפיצוצי סופרנובה ובדרך כלל נפלטים לכיוון אחד. הפיצוץ נותן להם "דחיפה", כמו מנוע טילים. לפולסארים יכולות להיות מהירות של מאות קילומטרים בשנייה - או לפעמים אפילו אלפים. מקורן של מהירויות אלה נותר לא ידוע, אך פליטת נייטרינים סטריליים תסביר את בעיטות הפולסאר.
ערפילית הגיטרה מכילה פולסאר מהיר מאוד. אם חומר אפל עשוי מחלקיקים שחיברו מחדש את היקום - כפי שמציעים בירמן וקוזנקו - תנועת הפולצר יכולה הייתה ליצור את הגיטרה הקוסמית הזו.
שלישית, נייטרינים סטריליים יכולים לעזור להסביר את היעדרם של נוגדי חומר ביקום. ביקום המוקדם, נייטרינים סטריליים יכלו "לגנוב" את מה שמכונה "מספר הלפטון" מפלסמה. במועד מאוחר יותר, המרה של מספר הלפטון הוסבה למספר הברון שאינו אפס. האסימטריה המתקבלת בין בריונים (כמו פרוטונים) ואנטריוטונים (כמו אנטי-פרוטונים) יכולה להיות הסיבה לכך שליקום אין אנטי-חומר.
"היווצרות חורים שחורים גלקטיים מרכזיים, כמו גם מבנה בקנה מידה תת-גלקטי, מעדיפה נייטרינו סטרילי כדי להסביר את החומר האפל. הקונצנזוס של כמה ראיות עקיפות גורם לאדם להאמין שחלקיק החומר האפל המבוקש, עשוי להיות נייטרינו סטרילי ”, אומר פיטר בירמן.
המקור המקורי: אגודת מקס פלאנק
