Упершыню навукоўцы, магчыма, выявілі ўскосныя доказы таго, што вакол вялікая колькасць нябачнай цёмнай матэрыі чорныя дзіркі. Адкрыццё, калі яно пацвердзіцца, можа стаць вялікім прарывам у вывучэнні цёмнай матэрыі.
Цёмная матэрыя складае каля 85% усёй матэрыі ў Сусвеце, але яна амаль цалкам нябачная для астраномаў. Гэта таму, што, у адрозненне ад матэрыі, з якой складаюцца зоркі, планеты і ўсё, што нас акружае, цёмная матэрыя не ўзаемадзейнічае са святлом і яе нельга ўбачыць.
На шчасце, цёмная матэрыя ўзаемадзейнічае гравітацыйна, што дазваляе даследчыкам зрабіць выснову аб наяўнасці цёмнай матэрыі, гледзячы на яе гравітацыйны ўплыў на "проксі" звычайнай матэрыі. У новым даследаванні група навукоўцаў з Педагагічнага ўніверсітэта Ганконга выкарыстала зоркі, якія круцяцца вакол чорных дзірак у двайковых сістэмах, у якасці такіх «проксі».
Каманда назірала, як арбіты дзвюх зорак запавольваюцца або крыху запавольваюцца прыкладна на 1 мілісекунду ў год, калі яны рухаюцца вакол чорных дзірак-спадарожнікаў, пазначаных A0620-00 і XTE J1118+480. Каманда прыйшла да высновы, што запаволенне было вынікам таго, што чорная матэрыя паглынула чорныя дзіркі і стварыла значнае трэнне і гравітацыю для зорак, калі яны круцяцца вакол сваіх больш масіўных партнёраў.
Выкарыстоўваючы камп'ютэрнае мадэляванне сістэм чорных дзірак, каманда прымяніла мадэль дынамічнага трэння цёмнай матэрыі, шырока выкарыстоўваную ў касмалогіі, якая прадугледжвае пэўную страту імпульсу аб'ектамі, якія гравітацыйна ўзаемадзейнічаюць з цёмнай матэрыяй. Мадэляванне паказала, што назіраныя хуткасці распаду арбіт адпавядаюць прагнозам мадэлі трэння. Назіраная хуткасць арбітальнага распаду прыкладна ў 50 разоў перавышае тэарэтычную ацэнку, якая складае каля 0,02 мілісекунды арбітальнага распаду ў год для двайных, пазбаўленых цёмнай матэрыі.
«Гэта першае даследаванне, у якім выкарыстоўвалася «мадэль дынамічнага трэння», каб пацвердзіць і даказаць існаванне цёмнай матэрыі вакол чорных дзірак», — кажа Чан Ман Хо (адкрываецца ў новай укладцы), кіраўнік групы і дацэнт кафедры Асяроддзе натуральных навук і даследаванняў навакольнага асяроддзя ў вашым дадатку.
Вынікі даследавання, апублікаваныя 30 студзеня ў The Astrophysical Journal Letters, дапамагаюць пацвердзіць даўнюю тэорыю касмалогіі аб тым, што чорныя дзіркі могуць паглынаць цёмную матэрыю, якая набліжаецца да іх дастаткова блізка. Гэта прыводзіць да пераразмеркавання цёмнай матэрыі вакол чорных дзірак, ствараючы «ўсплёск шчыльнасці» ў непасрэднай блізкасці ад іх, што можа ледзь прыкметна ўплываць на арбіты навакольных аб'ектаў.
Чан растлумачыў, што папярэднія спробы вывучэння цёмнай матэрыі вакол чорных дзірак абапіраліся на выпраменьванне высокаэнергетычнага святла ў выглядзе гама-прамянёў або пульсацый у космасе, вядомых як гравітацыйныя хвалі. Гэтыя выкіды выкліканы сутыкненнем і зліццём чорных дзірак, рэдкай падзеяй у Сусвеце, якая можа прымусіць астраномаў доўга чакаць дастатковай колькасці дадзеных.
Гэта даследаванне дае навукоўцам новы спосаб вывучэння цёмнай матэрыі, размеркаванай вакол чорных дзірак, што можа дапамагчы ім быць больш актыўнымі ў пошуках. Каманда мае намер шукаць падобныя двайковыя файлы чорных дзірак для вывучэння ў будучыні.
"Гэта даследаванне адкрывае важны новы кірунак для будучых даследаванняў цёмнай матэрыі", - сказаў Чан. «Толькі ў адной галактыцы, Млечным Шляху, існуе як мінімум 18 двайковых сістэм, падобных да аб'ектаў нашага даследавання, якія могуць даць багатую інфармацыю, якая дапаможа разгадаць таямніцу цёмнай матэрыі».
Чытайце таксама: