اعتقد علماء الفيزياء الفلكية أن نوعًا ما من المادة المظلمة غير المرئية  يجب أن تتغلغل في المجرات وتجمعها معًا ، على الرغم من أن طبيعتها لا تزال غامضة. والآن يدعي ثلاثة فيزيائيين أن ملاحظاتهم عن البقع الفارغة للسماء تستبعد تفسيرًا واحدًا ممكنًا للمادة الغريبة - وهي أنها مصنوعة من جزيئات غير عادية تسمى النيوترينوهات المعقمة. لكن آخرين يتجادلون في أن البيانات لا تظهر أي شيء من هذا القبيل.

يقول مؤلف الدراسة بنيامين صفدي ، فيزيائي الجسيمات النجمية في جامعة ميشيغان ، آن أربور: "أعتقد أن هذه هي نهاية القصة بالنسبة لمعظم الناس في المجتمع". لكن كيفورك أبازاجيان ، الفيزيائي النظري في جامعة كاليفورنيا ، إيرفين ، يقول إن التحليل الجديد معيب بشدة. يقول: "لنكون صادقين ، هذه واحدة من أسوأ حالات اختيار الكرز للبيانات التي رأيتها". في عمل غير منشور ، نظرت مجموعة أخرى إلى بقع مماثلة من السماء ورأت نفس علامة النيوترينوهات المعقمة التي استعصت على صفدي.

يعتقد علماء الفيزياء الفلكية أن كل مجرة ​​تتشكل وتتواجد داخل كتلة شاسعة ، أو "هالة" من المادة المظلمة ، مثل الحفرة في الخوخ. تساعد جاذبية المادة غير المرئية على منع النجوم من الداخل من التحليق إلى الفضاء الخالي. لقد حلم الفيزيائيون النظريون بالعديد من الجسيمات الافتراضية التي قد تشكل المادة المظلمة ، من بينها أبناء العمومة إلى جزيئات دون ذرية تكاد تكون غير قابلة للكشف ، وتسمى بالكاد النيوترينوات ، والتي تتدفق من الشمس والمفاعلات النووية. الجسيمات التي تتكون منها المادة المظلمة ستكون نيوتريونات "معقمة" افتراضية ، أثقل وأكثر صعوبة. يمكن أن يتفاعل النيوترينو العادي مع النواة الذرية ؛ لن تتفاعل النيوترينوهات المعقمة إلا مع النيوترينوات الأخرى ، التي تنشأ عندما يتحول النيوترينو العادي إلى نيوترين عقيم من خلال عملية تسمى خلط النيوترينو.

تم تعزيز فكرة أن النيوترينوات المعقمة قد تشكل المادة المظلمة في عام 2014. كشفت ملاحظات المجرات القريبة ومركز درب التبانة الخاص بنا عن توهج ضعيف للأشعة السينية بطاقة محددة ، 3.5 كيلو إلكترون فولت (keV). سيكون هذا التوهج متوقعًا إذا تخللت النيوترينوهات المعقمة بكتلة 7 كيلوفولت في المجرات. في حالات نادرة جدًا ، يتحلل النيوترينو المعقم إلى نيوترينو عادي وأشعة سينية ، والتي سيكون لها طاقة تساوي نصف كتلة النيوترينو المعقم.

لكن تحليلًا جديدًا للملاحظات الفلكية أظهر  أن توهج الحكاية لا يمكن أن يأتي من المادة المظلمة ، حسبما أفاد صفدي وزملاؤه اليوم في  مجلة Science . لقد نظروا إلى البيانات ليس من المجرات البعيدة ، ولكن من مساحات فارغة من السماء بين النجوم في أكثر من 4000 صورة أرشيفية  التقطتها XMM-Newton ، وهو تلسكوب فضائي بالأشعة السينية أطلقته عام 1999 وكالة الفضاء الأوروبية. إذا كانت مجرتنا تقع داخل سحابة شاسعة من النيوترينوهات المعقمة ، فيجب أن يكون التلسكوب يحدق في تلك السحابة ، كما يجب أن تتوهج السماء بين النجوم بشكل خافت بأشعة إكس 3.5 كيلو.

لم يجد فريق صفدي أي علامة على مثل هذا التوهج. يشير الصفدي إلى أن عدم الحضور يشير إلى أن توهج المجرات البعيدة لا يأتي من مادة مظلمة ، ولكن من مصدر عادي مثل الغاز الساخن.

أليكسي بويارسكي ، المنظر الفلكي في جامعة ليدن ، غير مقتنع. يقول: "أعتقد أن هذه الورقة خاطئة". يقول Boyarsky إنه وزملاؤه أجروا  تحليلًا مشابهًا غير منشور في 2018 ، باستخدام صور من XMM-Newton ، ورأوا توهجًا 3.5 كيلوفولت من السماء الفارغة ، متوقعًا فقط من النظر عبر هالة من النيوترينوهات المعقمة.

كيف تنظر مجموعتان إلى نفس البيانات وتتوصلان إلى استنتاجات معاكسة؟ يقول بويارسكي إن الفرق يكمن في أساليبهم. لأن مجرتنا مليئة بغاز مؤين رقيق ، تنبعث السماء أشعة سينية ، والتي يمكن أن تصل إلى ذروتها كطاقات محددة حتى بدون مساهمة من المادة المظلمة. يمكن أن يتوهج تلسكوب XMM-Newton نفسه ويبعث أشعة سينية عند طاقات معينة. وتأتي بعض الأشعة السينية من خارج مجرتنا أيضًا. لرؤية توهج 3.5 كيلوفولت من المادة المظلمة ، يجب على الباحثين أن ينخلوه من مساهمات الخلفية.

للقيام بذلك ، قام Boyarsky وزملاؤه بتحليل مجموعة كاملة من طاقات الأشعة السينية التي يمكن لـ XMM-Newton اكتشافها ، ونمذجة الخلفية بأكملها ، وطرحها من البيانات. يقول Boyarsky بشكل حاسم ، أن فريقه أزال القمم المعروفة عند 3.3 كيلوفولت و 3.7 كيلوفولت للكشف عن ذروة 3.5 كيلوفولت غير المبررة. يقول صفدي إن فريقه اتخذ نهجًا مختلفًا. باستعارة تقنيات إحصائية تم تطويرها في أجهزة تحطيم الذرة ، قاموا بتحليل الطيف من كل صورة على حدة وتحليل البيانات فقط عبر نطاق أضيق بكثير من الطاقات.

ومع ذلك ، فإن نطاق الطاقة هذا ليس أوسع بكثير من الذروة التي يبحث عنها الفريق ، يقول أبازاجيان. ويضيف بويارسكي أنه نظرًا لأن الصادفي وفريقه لم يستبعدا القمتين الأخريين للخلفية ، فقد يكونا قد أخطأوا في الهضبة التي خلقتها القمم المتداخلة الثلاثة من أجل طيف مسطح.

ليس هكذا ، يقول صفدي. وجد فريقه أن طرح القمم الأخرى وتوسيع نافذة الطاقة لا يغير النتيجة. ويقول إنه في حالة وجود ذروة 3.5 كيلوفولت ، فإن التقنية الأكثر تعقيدا لفريقه ستكشف عنها.

يقول بويارسكي إنه سيحاول نشر تحليل السماء الفارغة. رفضته مجلة فيزياء ، قائلة إنها لم تكن "مثيرة للاهتمام" بما فيه الكفاية ، كما يقول. الآن ، يقول أنه سيقدمها إلى  العلوم . يقول: "لا يهمني إذا تم نشره ، لكني أود أن تتم مراجعته من قبل النظراء". "لا يمكنهم أن يقولوا أنها ليست مثيرة للاهتمام