பால்வீதியின் காமா ஒளிர்வு: ஒரு சமிக்ஞையா, அல்லது ஒரு மோசமான தருணமா?

ஃபெர்மி பெரும்பரப்புத் தொலைநோக்கி (Fermi Large Area Telescope), பால்வீதியின் மையப் பகுதியின் ஏறக்குறைய 10 பாகைகளிலிருந்து, அறியப்பட்ட மூலங்களும் பேரடையின் பரவலான ஒளிர்வுக்கான மாதிரிகளும் விளக்கக்கூடியதை விட அதிகமான, சுமார் ஒரு ஜிகாஎலக்ட்ரான்வோல்ட் (GeV, துகள்களுக்கான ஓர் ஆற்றல் அலகு) ஆற்றல் கொண்ட காமாக் கதிர்களைக் காண்கிறது. MIT-இன் Kavli Institute for Astrophysics and Space Research-ஐச் சேர்ந்த Isabel Sands-உம், Caltech-இன் TAPIR-ஐச் சேர்ந்த Philip Hopkins-உம், அதன் தோற்றத்தை ஏறக்குறைய இருபது ஆண்டுகளாக விடையில்லாத ஒரு கேள்வி என்கின்றனர். சில ஆய்வுகள் இந்த “பேரடை மைய மிகையை” (galactic centre excess), ஒன்றையொன்று அழித்துக்கொண்டு காமாக் கதிர்களாக மாறும் (annihilating) கரும்பொருள் துகள்களுக்கான மறுக்க முடியாத சான்றாகக் காண்கின்றன. மற்றவை, மிக வேகமாகச் சுழலும் இறந்த விண்மீன்களான மில்லிவினாடிப் பல்சார்களின் (millisecond pulsars) ஒரு புதிய கூட்டம் போன்ற, தனித்தனியாகப் பிரித்தறியப்படாத புள்ளி மூலங்களை — ஒவ்வொன்றாகக் காண முடியாத அளவுக்கு மங்கலான ஒரு கூட்டத்தை — காரணமாகக் கூறுகின்றன.

இரண்டு தரப்புகளும் சிக்கல்களைச் சந்தித்துள்ளன. மிகை, பேரடையின் விண்மீன்களாலான மையப் புடைப்பைப் (bulge) பின்தொடர்கிறது என்று சில ஆய்வுகள் கண்டறிகின்றன; இது ஒரு வானியற்பியல் தோற்றத்தைச் சுட்டுகிறது. மேலும், தேவையான பல்சார்களைப் பிறப்பிக்கக்கூடிய விண்மீன் அமைப்புகள் மையத்தில் போதுமான அளவு இல்லை என்று தோன்றுகிறது.

காலத்தில் உறைந்த ஒரு பேரடை

கடந்தகால ஆய்வுகள் கிட்டத்தட்ட அனைத்துக்கும் பொதுவான ஒரு பலவீனத்தை ஆசிரியர்கள் சுட்டிக்காட்டுகின்றனர். “இயல்பான” காமாக் கதிர் ஒளிர்வைக் கணிக்க, அவை அண்டக் கதிர்களை — புரோட்டான்கள், எலக்ட்ரான்கள், கனமான அணுக்கருக்கள் போன்ற வேகமான மின்னூட்டத் துகள்களை — பேரடையின் அச்சைச் சுற்றிச் சீராகப் பரவியிருக்கும், நிலையான நிலையில் (steady state) இருப்பவை போலக் கையாளும் நிரல்களைச் சார்ந்துள்ளன. இத்தகைய நிரல்களால் காலத்துடன் மாறும் எதையும் பின்தொடர முடியாது: பேரடைக் காற்றுகள், காந்தப்புலங்களுடன் பிணைந்த வாயு, கொந்தளிப்பு.

இங்கு பயன்படுத்தப்பட்ட உருவகப்படுத்தல்களில், அண்டக் கதிர்கள் சூப்பர்நோவாக்களால் ஏவப்படுகின்றன. அவை பயணிக்கும்போது, மூன்று வழிகளில் காமாக் கதிர்களை உருவாக்குகின்றன; அவற்றில் இரண்டு, அவை எவ்வளவு வாயுவில் மோதுகின்றன என்பதைச் சார்ந்தவை. அவற்றை ஓர் அமைதியான, சராசரியாக்கப்பட்ட மூடுபனியாக மாதிரியமைத்தால், உண்மையான எந்தச் சீரின்மையும் விளக்கப்படாத ஓர் எச்சமாக (residual) மிஞ்சுகிறது.

இரண்டு மெய்நிகர் பால்வீதிகள்

Sands-உம் Hopkins-உம் FIRE-2 திட்டத்திலிருந்து, பால்வீதியைப் போன்ற மூன்று உருவகப்படுத்தப்பட்ட பேரடைகளை எடுத்துக்கொண்டனர்; அவை தொடக்க காலப் பிரபஞ்சத்திலிருந்து, காந்தப்புலங்கள், வாயு, பல வகை அண்டக் கதிர்த் துகள்களுடன் வளர்க்கப்பட்டவை. அவற்றில் ஒன்றான m12i, நமது பேரடையைப் போலன்றி அதன் வட்டு வலுவாக வளைந்திருப்பதால் கைவிடப்பட்டது. எஞ்சியவை: அதிகத் தட்டையான வட்டு கொண்ட m12f, அதிகத் துலக்கமான புடைப்பு கொண்ட m12m. இரண்டிலும் கரும்பொருள் உமிழ்வோ பல்சார்களோ இல்லை: காமாக் கதிர் ஒளிர்வு முழுவதும் சூப்பர்நோவாக்களால் ஏவப்பட்ட அண்டக் கதிர்களிலிருந்தே வருகிறது.

ஒவ்வொரு பேரடைக்கும், குழு ஓர் “அமைதியான” குறிப்பை உருவாக்கியது: மொத்தக் காமாக் கதிர்ப் பிரகாசம் இடைநிலை மதிப்புக்குக் (median) கீழே இருந்த எல்லாக் கணநிலைப் படங்களின் (snapshots: அடுத்தடுத்த தருணங்களில் சேமிக்கப்பட்ட உருவகப்படுத்தப்பட்ட பேரடை) சராசரி. 460 மில்லியன் முதல் 20 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு வரையிலான ஒவ்வொரு கணநிலைப் படத்திலிருந்தும் அதைக் கழித்து, மையத்திலிருந்து 10, 20 பாகைகளுக்குள் எஞ்சியதை — எச்சங்களை — ஆராய்ந்தனர்.

உருவகப்படுத்தப்பட்ட ஒவ்வொரு பேரடை மையமும் அதன் அமைதியான சராசரியிலிருந்து, ஆற்றல் வாரியாக, எவ்வளவு விலகுகிறது: வண்ணப் பட்டைகள் எல்லாக் கணநிலைப் படங்களின் நடுப் பாதியை உள்ளடக்குகின்றன (நமது பார்வைக் கோட்டின் வழியே வெவ்வேறு ஆழங்களிலிருந்து வரும் ஒளிர்வைக் கணக்கிடும் மூன்று பதிப்புகள்); கருப்புப் புள்ளிகள் ஃபெர்மி அளந்த மிகையைக் காட்டுகின்றன, அவற்றுக்குள் நன்றாகவே. — படம் 3, Sands & Hopkins (2026), arXiv:2610.32845.

வந்து போகும் புடைப்புகள்

எச்சங்கள் ஒருபோதும் அசையாமல் இருப்பதில்லை. அண்மையில் ஒரு சூப்பர்நோவா அல்லது அவற்றின் ஒரு கொத்து வெடித்த இடங்களிலெல்லாம், 1 பாகை முதல் 10 பாகைகளுக்கு மேல் குறுக்களவு கொண்ட மிகைகள் தோன்றுகின்றன; பெரும்பாலும் ஃபெர்மி அளப்பதை விட மிகப் பெரியவை. சோதிக்கப்பட்ட ஒவ்வொரு அமைப்பிலும், உண்மையான மிகை, உருவகப்படுத்தப்பட்ட எச்சங்களின் நடுப் பாதிக்குள் — அவற்றின் 25-ஆவது, 75-ஆவது சதமானங்களுக்கு (percentiles) இடையே — தாராளமாக அமைகிறது. ஒவ்வொரு பிரகாசமான திட்டுக்கும் அருகே பொதுவாக ஒரு மங்கலான திட்டு இருக்கிறது: வெடிப்புகள் சுற்றியுள்ள வாயுவைத் தள்ளிவிடுகின்றன.

பின்னர் கட்டுரைக்கு அதன் மையக் கருத்தைத் தரும் நிகழ்வு வருகிறது. m12f-இன் ஒரு கணநிலைப் படத்தில், எச்சம் ஃபெர்மியின் மிகையுடன் வீச்சு, வடிவம் இரண்டிலும் ஒப்பிடத்தக்கதாக உள்ளது; மைய 10 பாகைகளுக்குள் ஏறக்குறைய கோள வடிவமாகவும் உள்ளது. அது குறைந்தது மூன்று தனித்தனிச் சூப்பர்நோவாக் கொத்துகளிலிருந்து வருகிறது.

100 மில்லியன் ஆண்டுகளில் m12f பேரடையின் பத்துக் கணநிலைப் படங்கள், அவை எவ்வளவு காலத்துக்கு முன் நிகழ்ந்தன என்பதைப் பொறுத்து வண்ணமிடப்பட்டுள்ளன: தடித்த வளைவு ஃபெர்மி அளந்த மிகையை (கருப்புப் புள்ளிகள்) நெருக்கமாகப் பின்தொடர்கிறது; மற்றவை ஒவ்வொரு ஆற்றலிலும் ஏறி இறங்குகின்றன. — படம் 5, Sands & Hopkins (2026), arXiv:2610.32845.

காரணம் நேரம். மைய கிலோபார்செக்கில் (kiloparsec, சுமார் 3,260 ஒளியாண்டுகள்), அண்டக் கதிர்கள் பரவுவதற்குச் சுமார் ஒரு மில்லியன் ஆண்டுகள் ஆகின்றன — சுற்றியுள்ள வாயுவும், காமாக் கதிர் நிறமாலையும் மாறுவதற்கு ஆகும் காலத்துக்கு ஏறக்குறைய சமம். அடுத்த குழப்பத்துக்கு முன் சீராகப் பரவ அவற்றுக்குப் பொதுவாக நேரம் இருப்பதில்லை.

ஒரு துரதிருஷ்டமான தருணத்தில் பிடிபட்டதா?

ஃபெர்மியால் விரிவாகக் கவனிக்கக்கூடிய ஒரே பேரடை மையம் பால்வீதியின் மையம் மட்டுமே. அதன் நிறமாலை இப்போது சரியாக ஒரு 1–10 GeV மிகையைக் காட்டுவது வெறும் தற்செயலாக இருக்கலாம் என்று ஆசிரியர்கள் எழுதுகின்றனர். அவர்கள் இதை look-elsewhere விளைவு (look-elsewhere effect) என்கின்றனர்: நமது பேரடையை ஒரு பொருத்தமற்ற தருணத்தில் நாம் பிடித்திருக்கலாம்.

அவர்கள் இரண்டு வாசிப்புகளை முன்வைக்கின்றனர். எச்சரிக்கையானது: நிலையான நிலையை அனுமானித்ததன் மூலம், கடந்தகாலப் பகுப்பாய்வுகள் முற்றிலும் சாதாரண மூலங்களிலிருந்து வரும் நிச்சயமின்மைகளைக் கணிசமாகக் குறைத்து மதிப்பிட்டன. தீவிரமானது: பரவலான ஒளிர்வில் ஏற்படும் ஒரு தற்காலிக உயர்வு, கரும்பொருளோ புதிய பல்சார்களோ இல்லாமலேயே மிகையை விளக்கக்கூடும். எதுவாயினும், ஃபெர்மி தரவுகளைப் பகுப்பாயப் பயன்படுத்தப்படும் மாதிரிகள் மறுபரிசீலனை செய்யப்பட வேண்டும் என்று அவர்கள் வாதிடுகின்றனர்.

இரண்டு பேரடைகளால் சொல்ல முடியாதது

கட்டுரை எந்த நிகழ்தகவையும் தரவில்லை. உருவகப்படுத்தப்பட்ட இரண்டு பேரடைகளை மட்டும் கொண்டு, சாதாரண அண்டக் கதிர் இயற்பியல் எவ்வளவு அடிக்கடி ஒரு தோற்ற ஒப்புமையை உருவாக்குகிறது என்பதை ஆசிரியர்களால் அளக்க முடியாது — கடுமையான ஒரு புள்ளியியல் கூற்றுக்கு அது தேவைப்படும். அவர்களின் பேரடைகள், மைய கிலோபார்செக்கில், பால்வீதியின் மைய மண்டலத்தை விட 10 முதல் 100 மடங்கு வேகமாக விண்மீன்களை உருவாக்குகின்றன; எனவே அவை அதிக வன்முறையானவையாக இருக்கலாம். அவற்றில் மையக் கருந்துளை எதுவும் இல்லை; அண்டக் கதிர்ப் பரவலுக்கான பல மாதிரிகளில் ஒன்றையே அவை பயன்படுத்துகின்றன; மற்றவை சிறிய அளவிலான மாறுபாட்டை இன்னும் அதிகமாகச் சேர்க்கக்கூடும்.

அவர்கள் இந்த ஆய்வைக் கருத்துச் சான்று (proof of concept) என்று அழைத்து, ஒரு சோதனையை முன்மொழிகின்றனர். மற்ற பேரடை மையங்களில் வேறு ஆற்றல்களில் மிகைகள் இருந்தால், அது மாறிக்கொண்டிருக்கும் ஒரு வானியற்பியல் மூலத்துக்கு வலுவாகச் சாதகமாக இருக்கும். அவை அனைத்தும் அதே 1–10 GeV புடைப்பைக் காட்டினால், அது கரும்பொருளுக்கான வலுவான ஒரு வாதமாக அமையும்.