Un nou studiu arată că materia întunecată, materia misterioasă care exercită gravitația, dar nu emite lumină, poate consta de fapt din concentrații masive de găuri negre antice care au apărut în universul timpuriu.
Această concluzie vine dintr-o analiză a undelor gravitaționale sau a undelor din interior Timp liber, Rezultând dintr-o coliziune la distanță între găurile negre și Stele de neutroni.
Ripples – etichetate GW190425 Și GW190814 – Detectat în 2019 de Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) din Washington și Louisiana și de Virgo Interferometer lângă Pisa, Italia. O analiză anterioară a sugerat că undele au fost cauzate de o coliziune între găurile negre între 1,7 și 2,6 ori masa soarelui nostru și fie o stea de neutroni mai mică, fie o gaură neagră mult mai mare.
Dar aceasta ar face unul dintre obiectele din fiecare coliziune ceea ce astrofizicienii numesc o gaură neagră cu masă solară, cu aproximativ masa soarelui.
Legate de: 10 mega consecințe ale găurii negre
„Găurile negre cu masă solară sunt complet misterioase, deoarece nu ar fi de așteptat de la astrofizica convențională”, cum ar fi explozii stelare sau supernove, care zdrobesc stele mai mari în găuri negre, potrivit autorului studiului, Volodymyr Takeistof de la Universitatea din California , Los Angeles, a declarat pentru Live Science într-un e-mail.
În schimb, autorii au sugerat studiul, care a fost publicat pe 16 februarie în jurnal Scrisori de recenzie fizicăAceste găuri negre de masă solară pot fi găuri negre „primordiale” care au apărut în timpul Big Bang-ului. Sau s-ar fi putut forma mai târziu, când stelele neutronice s-au transformat în găuri negre – fie după ce au înghițit găuri negre primordiale, fie după ce au absorbit anumite tipuri propuse de materie întunecată, materia misterioasă care exercită gravitația nu interacționează cu lumina, a spus Takestoff.
Găuri negre primordiale
Găurile negre primordiale, dacă există, probabil s-ar fi format în număr masiv în prima secundă a Big Bang-ului cu aproximativ 13,77 miliarde de ani în urmă. Ar veni în toate dimensiunile – Cel mai mic dintre ei era microscopic Și cel mai mare Masa Soarelui nostru este de zeci de mii de ori..
Calculele arată că cele mai mici dintre ele s-ar fi putut „evapora” acum, prin emiterea de particule cuantice printr-un proces cunoscut sub numele de radiație Hawking, astfel încât numai găurile negre primordiale cu o masă mai mare de 10 ^ 11 kilograme – aproximativ masa unui mic asteroid – s-ar putea există și astăzi.
Unii astrofizicieni cred, dacă ar fi făcut-o, pentru a forma uriașele halouri ale „materiei întunecate” care se află la marginile galaxiilor.
Cercetătorii au vrut să vadă dacă pot distinge găurile negre primordiale de găurile negre care le-au format Stele de neutroni, Rămășițele strălucitoare ale supernovelor lăsate în urmă atunci când stelele părinte au explodat după ce tot hidrogenul a fost folosit pentru energia nucleară. fuziune Interacțiuni.
Astrofizicienii au calculat că stelele cu o masă mai mică de cinci ori masa soarelui se prăbușesc pentru a lăsa în urmă o stea neutronică din material dens, cu masa soarelui nostru aproximativ într-o sferă de mărimea unui oraș, Live Science a raportat.
În această teorie, atracția gravitațională intensă a unor stele de neutroni poate atrage continuu particule de materie întunecată. Noul studiu sugerează că gravitația lor va deveni în cele din urmă atât de mare încât steaua de neutroni și materia întunecată se vor prăbuși împreună într-o gaură neagră.
Una dintre alternativele sugerate de studiu este că o stea de neutroni ar fi putut fi atrasă și fuzionată cu o mică gaură neagră primitivă, care apoi s-a așezat în centrul de greutate al stelei de neutroni și s-a hrănit cu materia înconjurătoare până când a rămas doar gaura neagră.
Valuri gravitationale
Takestoff și colegii săi au ajuns la concluzia că găurile negre transformate din stele neutronice trebuie să urmeze aceeași distribuție de masă a stelelor neutronice din care provin, care depinde de dimensiunile stelelor părinte.
Având în vedere acest lucru, au analizat datele din aproximativ 50 de descoperiri de unde gravitaționale făcute până acum și au constatat că doar două – GW190425 și GW190814 – conțineau obiecte cu mase adecvate pentru a forma găuri negre primordiale, scriu autorii studiului.
Cercetarea nu este concludentă: cele două coliziuni ar putea fi în continuare legate de stelele de neutroni din masele descoperite sau de găurile negre transportate de la stelele de neutroni de aceste dimensiuni. Autorii scriu că distribuția în masă a presupuselor stele de neutroni în univers face acest lucru puțin probabil.
„Munca noastră oferă un test puternic pentru a înțelege originea și relația lor cu materia întunecată”, a spus Takeistov. În special, acest test demonstrează că găurile negre mult mai grele decât aproximativ 1,5 mase solare sunt mai puțin susceptibile de a fi „transformate” găuri negre din cauza perturbărilor stelelor de neutroni.
Dacă da, el sugerează că găurile negre primordiale ar putea fi deja prezente și că acestea ar putea fi o componentă a materiei întunecate, potrivit studiului.
Takestoff a spus că metoda va deveni mai precisă pe măsură ce se efectuează mai multe detecții ale undelor gravitaționale: „Testul este de natură statistică, astfel că colectarea mai multor date va permite o mai bună înțelegere”.
Publicat inițial pe Live Science.
„Organizator. Scriitor general. Prieten al animalelor de pretutindeni. Specialist în cultură pop. Expert în internet amator. Explorator.”