डार्क मैटर का बाइनरी मॉडल गैलेक्टिक सेंटर के गामा विकिरण और बौनी आकाशगंगाओं की 'खामोशी' की व्याख्या करता है

एक नई सैद्धांतिक अवधारणा बताती है कि डार्क मैटर, जो ब्रह्मांड के कुल द्रव्यमान का लगभग 85% हिस्सा है, शायद कोई एकल कण नहीं बल्कि दो अलग-अलग घटकों से बना एक बाइनरी सिस्टम है। यह परिकल्पना उन पुराने अवलोकन संबंधी विरोधाभासों को सुलझाने का प्रयास करती है, जिन्होंने डार्क मैटर के मोनोलिथिक मॉडल, जैसे कि 'वीकली इंटरएक्टिंग मैसिव पार्टिकल्स' (WIMPs) पर आधारित मॉडलों पर सवाल उठाए थे।

डार्क मैटर के लिए सबसे ठोस उम्मीदवारों में से एक माने जाने वाले WIMPs की मानक धारणा के तहत यह माना जाता है कि वे केवल गुरुत्वाकर्षण और कमजोर परमाणु बल के माध्यम से ही प्रतिक्रिया करते हैं। हालांकि, 'लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर' सहित अन्य प्रयोगों से WIMPs के बारे में कोई ठोस सबूत न मिलने के कारण, अब ध्यान वैकल्पिक मॉडलों की ओर बढ़ रहा है। 'dSph-फोबिक डार्क मैटर' मॉडल का मुख्य नवाचार यह है कि डार्क मैटर का व्यवहार स्थानीय घनत्व और गुरुत्वाकर्षण बलों के आधार पर पर्यावरण पर निर्भर करता है। यह मॉडल स्पष्ट करता है कि गामा किरणों के उत्सर्जन जैसे अप्रत्यक्ष संकेतों को दर्ज करने के लिए डार्क मैटर के दोनों घटकों की एक साथ उपस्थिति और उनकी आपसी प्रतिक्रिया आवश्यक है, जो उनके विनाश (एनहिलेशन) का कारण बनती है।

एशर बर्लिन, जोशुआ फोस्टर, डैन हूपर और गोर्डन क्रन्जैच जैसे शोधकर्ताओं ने फर्मिलैब जैसे संस्थानों के सहयोग से इस सिद्धांत को विकसित किया है। उनके शोध पत्र "dSph-फोबिक डार्क मैटर" को 9 अप्रैल, 2026 को 'जर्नल ऑफ कॉस्मोलॉजी एंड एस्ट्रोपार्टिकल फिजिक्स' (JCAP) में प्रकाशित किया गया था। यह बाइनरी संरचना सीधे तौर पर गैलेक्टिक सेंटर गामा-रे एक्सेस (GCE) की पहेली को सुलझाती है, जो फर्मी स्पेस टेलीस्कोप द्वारा दर्ज की गई गामा किरणों की एक स्पष्ट न की जा सकने वाली वृद्धि है। मिल्की वे के चारों ओर एक गोलाकार क्षेत्र में फोटॉन के इस जमाव को पहले केवल डार्क मैटर के विनाश से ही समझाया जा सकता था, लेकिन डार्क मैटर का घनत्व अधिक होने के बावजूद बौनी गोलाकार (dSph) आकाशगंगाओं में इसकी अनुपस्थिति ने एक बड़ा विरोधाभास पैदा कर दिया था।

बौनी आकाशगंगाओं को इस परिकल्पना के परीक्षण के लिए आदर्श 'प्रयोगशाला' माना जाता है, क्योंकि उनमें गैस और युवा सितारों की कमी होती है, जिससे पल्सर या ब्लैक होल से होने वाला बैकग्राउंड शोर न्यूनतम हो जाता है। "dSph-फोबिक डार्क मैटर" मॉडल इस विसंगति को यह सुझाव देकर सुलझाता है कि गैलेक्टिक सेंटर के उच्च घनत्व और तीव्र गुरुत्वाकर्षण की स्थिति में दोनों घटकों का संयुक्त विनाश होता है, जिससे देखा गया गामा विकिरण उत्पन्न होता है। वहीं दूसरी ओर, बौनी आकाशगंगाओं का कम गुरुत्वाकर्षण खिंचाव भारी कणों के साथ हल्के कणों के सह-विनाश (co-annihilation) के लिए आवश्यक गतिज ऊर्जा को प्राप्त करने में बाधा डाल सकता है, जिससे पता लगाने योग्य सिग्नल दब जाते हैं। फर्मिलैब के गोर्डन क्रन्जैच का कहना है कि यदि डार्क मैटर के एक ही प्रकार का सिद्धांत सही होता, तो हमें इस पदार्थ की उच्च सांद्रता वाले अन्य क्षेत्रों में भी इसी तरह का उत्सर्जन देखने को मिलना चाहिए था।

इस पर्यावरणीय निर्भरता, यानी स्थानीय परिस्थितियों पर निर्भरता की पुष्टि आगामी खगोलीय सर्वेक्षणों के परिणामों पर टिकी है। यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ESA) का 'यूक्लिड' मिशन इस सिद्धांत के लिए एक निर्णायक परीक्षण माना जा रहा है, जिसके महत्वपूर्ण ब्रह्मांडीय डेटा अक्टूबर 2026 तक आने की उम्मीद है। जुलाई 2023 में लॉन्च किया गया यूक्लिड टेलीस्कोप, 10 अरब वर्षों के ब्रह्मांडीय इतिहास में अरबों आकाशगंगाओं से आने वाली रोशनी के विरूपण को मापकर डार्क मैटर के वितरण का त्रि-आयामी (3D) नक्शा बनाने के लिए गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग विधि का उपयोग करता है। अपने छह साल के मिशन के अंत तक, यूक्लिड को 1.5 अरब से अधिक आकाशगंगाओं की तस्वीरें लेनी चाहिए, जिससे या तो बाइनरी मॉडल की पुष्टि होगी या मिलीसेकंड पल्सर से मिलने वाले संकेतों जैसे विकल्पों को प्राथमिकता दी जाएगी। वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि यूक्लिड का भविष्य का डेटा यह स्पष्ट करने में मदद करेगा कि क्या बौनी प्रणालियाँ वास्तव में गामा विकिरण उत्सर्जित करती हैं, जो इस परिकल्पना के परीक्षण के लिए एक महत्वपूर्ण बिंदु है।