מחקר: לכדור הארץ יש שערות אפלות
מדען מנאס"א פרסם מחקר ממנו עולה כי כשזרם של חומר אפל עובר דרך כוכב לכת, חלקיקי הזרם מתכנסים לכדי מעין סיב צפוף במיוחד - או "שיער"
ייתכן שמערכת השמש שלנו הרבה יותר שעירה ממה שחשבנו? מחקר חדש שפורסם השבוע בכתב העת "אסטרופיזיקל ג'ורנל", וממצאיו פורסמו באתר הרשמי של נאס"א, טוען לקיומם של חוטים ארוכים של חומר אפל, או "שיערות" אם תרצו בכדור הארץ.
חומר אפל הוא חומר בלתי נראה ומיסתורי שמהווה כ-27% מכל החומר והאנרגיה בייקום. חומר "רגיל", שהוא למעשה כל מה שאנחנו יכולים לראות סביבנו, מהווה רק 5% מכלל הייקום. כל השאר הוא בגדר אנרגיה אפלה - תופעה משונה הקשורה להאצה של התפשטות הייקום. חומר אפל או אנרגיה אפלה מעולם לא זוהו באופן ישיר, אך ניסויים רבים מנסים לפצח את התעלומה שהיא חומר אפל, בין אם עמוק מתחת לפני האדמה או בחלל.
בהתבסס על תצפיות רבות של כוח המשיכה שלו בפעולה, מדענים מאמינים שחומר אפל אכן קיים, ומדדו כמה ממנו קיים בייקום עד לדיוק של אחוז אחד. התיאוריה הרווחת היא כי חומר אפל הוא "קר", משמע הוא לא נע הרבה, והוא "אפל" שכן הוא לא מייצר אור או מקיים אינטרקציה עם אור. גלקסיות, המכילות כוכבים המורכבים מחומר רגיל, נוצרות בגלל תנודות בצפיפותו של חומר אפל. כוח המשיכה פועל כדבק שמחזיק גם את החומר הרגיל וגם את האפל יחדיו בגלקסיות.
על פי חישובים שנעשו בשנות ה-90 וסימוצליות שבוצעו בחודש האחרון, חומר אפל מייצר חלקיקים שהם "זרמים של גרגרים דקיקים" שנעים באותה המהירות ומקיפים גלקסיות כמו שלנו.
"זרם עשוי להיות גדול בהרבה ממערכת השמש עצמה, וישנם זרמים רבים ושונים שחוצים את השכונה הגלקטית שלנו", הסביר גרי פרזו, מדען נאס"א שחיבר את המחקר האחרון. פרזו מדמה את היווצרות זרמי החלקיקים של חומר אפל לערבוב בין גלידת שוקולד לווניל. לאחר שמערבבים יחד כף מכל טעם כמה פעמים מקבלים דפוס מעורבב, אבל עדיין אפשר לראות בו את הצבעים השונים. "כשכוח המשיכה נמצא באינטרקציה עם גז של חומר אפל וקר במהלך היווצרות גלקסיה, כל החלקיקים בזרם ממשיכים לנוע באותה המהירות", הוא אמר.
אבל מה קורה כשאחד מהזרמים הללו מתקרב לכוכב לכת כמו כדור הארץ? פרזו השתמש בסימולציות מחשב כדי לנסות ולגלות את התשובה. הניתוח שלו גילה שכאשר זרם של חומר אפל עובר דרך כוכב לכת, חלקיקי הזרם מתכנסים לכדי מעין סיב צפוף במיוחד, או "שיער" שכולו חומר אפל. למעשה, אמורות להיות שיערות רבות כאלה שיוצאות מכדור הארץ.
זרם של חומר רגיל לא חוצה את כדור הארץ מצד אחד אל הצד השני. אבל מנקודת המבט של חומר אפל, כדור הארץ הוא ממש לא מכשול. על פי הסימוצליות של פרזו, כוח המשיכה של כדור הארץ ינכס ויכופף את הזרם של חלקיקי החומר האפל לכדי שיער צפוף וצר.
מהשורש ועד הקצוות
לשיערות שצצות מתוך כוכבי לכת יש "שורשים", שהם הריכוז הצפוף ביותר של חלקיקי חומר אפל בשערה, ו"קצוות", שבהן השיערה נגמרת. כשחלקיקים של זרם של חומר אפל עוברים דרך ליבת כדור הארץ, הם מתרכזים ב"שורש" השערה, שבה צפיפות החלקיקים היא פי מיליארד, בערך, מהממוצע. שורש שערה כזו אמור להיות במרחק של כמיליון קילומטר מפני השטח, שהוא בערך מרחק כפול מהירח. חלקיקי הזרם שמתחככים עם פני השטח של כדור הארץ ירכיבו את קצה השערה, שהיא במרחק כפול מכדור הארץ מאשר שורש השערה.
"אם נוכל לאתר את המיקום המדויק של השיערות האלה, נוכל אולי לשלוח לשם חללית מחקר ולקבל מכרה זהב של מידע על חומר אפל", אמר פרזו. זרם שעובר דרך הליבה של צדק יכול לייצר שורשים אפילו צופפים יותר – כמעט פי טריליון יותר צפוף מאשר הזרם המקורי, כך לפי הסימולציות של פרזו.
"זרם אפל חמק מכל ניסיונות האיתור הישיר שלו במהלך 30 השנים האחרונות", הוסיף צ'רלס לורנס, מדען ראשי לאסטרונומיה, פיזיקה וטכנולוגיה בנאס"א. "שורשי שיער של חומר אפל יכולים להיות מקום מעניין למחקר, בהתחשב בכמה צפופים הם עשויים להיות".
ממצא מרתק נוסף מסימולציות המחשב האלה הוא השינוי בצפיפות שנמצאה בתוך
כוכב הלכת שלנו – מהליבה הפנימית, לליבה החיצונית, למעטפת של קרום כדור הארץ - שגם יבוא לידי ביטוי בשיערות. לשיערות יהיו מעין "סטיות" בהן שיתאימו למעברים בין השכבות השונות של כדור הארץ.
באופן תיאורטי, אם היה אפשרי להשיג את המידע הזה, מדענים היו יכולים להשתמש בשיערות של חומר אפל וקר כדי למפות את השכבות של כל גוף פלנטרי, ואף להסיק מסקנות לגבי עומקם של אוקיינוסים על ירחי קרח. אך כאמור, מחקר נוסף נחוץ בתחום כדי לתמוך בממצאים הללו ולפצח את המיסתורין שמאחורי טבעו של חומר אפל.
למחקר באתר נאס"א
לפנייה לכתב/ת 
