Какво знаете за тъмната материя? Според ново проучване тъмната материя - мистериозна субстанция, която има гравитационно привличане, но не излъчва радиация - може всъщност да се състои от огромни клъстери от древни черни дупки, формирана в самото начало на Вселената.
Това заключение се основава на анализа на гравитационните вълни, причинени от два далечни сблъсъка между черни дупки и неутронни звезди.
Вълните, означени като GW190425 и GW190814, бяха открити през 2019 г. от Обсерваторията за гравитационни вълни на лазерния интерферометър (LIGO) във Вашингтон и Луизиана и интерферометъра Virgo близо до Пиза, Италия. Предишен анализ показа, че те са причинени от сблъсъци между черни дупки с 1,7 до 2,6 пъти масата на нашето Слънце и възможна много по-малка неутронна звезда или много по-голяма черна дупка. Но това би направило един от обектите, които астрофизиците наричат черна дупка със слънчева маса, което очевидно е около масата на Слънцето. Черните дупки със слънчева маса са доста мистериозни, защото не се очакват от традиционната астрофизика, в която звездни експлозии или свръхнови превръщат по-големите звезди в черни дупки.
Също интересно:
- Поляризираната светлина разкрива тайните на магнитното поле на черна дупка
- Астрономи откриха свръхмасивна черна дупка в движение
Тези черни дупки със слънчева маса може да са "първични" черни дупки, създадени при Големия взрив. Или може да са се образували по-късно, когато неутронните звезди са били превърнати в черни дупки, или след поглъщането на първичните черни дупки, или след поглъщането на някои предполагаеми типове тъмна материя.
Първоначални черни дупки
Първичните черни дупки, ако съществуват, вероятно са били създадени в огромни количества в първата секунда на Големия взрив преди около 13,77 милиарда години. Те биха били с всякакви размери – най-малките биха били микроскопични, а най-големите биха били десетки хиляди пъти по-големи от масата на нашето Слънце.
Изследователите искаха да видят дали могат да направят разликата между първичните черни дупки и черните дупки, образувани от неутронни звезди, трептящите останки от свръхнови, оставени след експлозията на техните родителски звезди, след като са изразходвали целия си водород в реакции на ядрен синтез.
Астрофизиците изчисляват, че звезди с маса около пет пъти по-голяма от масата на Слънцето колабират, оставяйки след себе си неутронна звезда, направена от свръхплътна материя, с приблизително масата на нашето Слънце, събрана в сфера с размерите на град.
Според на тази теория, силната гравитация на някои неутронни звезди постоянно би привличала частици тъмна материя. Новото изследване предполага, че в крайна сметка тяхната гравитация ще стане толкова голяма, че неутронната звезда и тъмната материя ще се срутят заедно в черна дупка.
Алтернатива, предложена от изследването, е, че неутронната звезда би могла да бъде привлечена и да се слее с малка първична черна дупка, която след това да се установи в центъра на неутронната звезда и да се храни с околната материя, докато остане само черната дупка.
Гравитационни вълни
Учените смятат, че черните дупки, които се трансформират от неутронни звезди, ще следват същото масово разпределение на неутронните звезди, от които са произлезли, което зависи от размера на техните родителски звезди. Имайки предвид това, те изследваха данни от около 50 откривания на гравитационни вълни, направени до момента, и откриха, че само две – GW190425 и GW190814 – са свързани с обекти с точната маса, за да бъдат първични черни дупки.
Изследването не е окончателно: все още е възможно двата сблъсъка да включват неутронни звезди с откриваеми маси или черни дупки, трансмутиращи от неутронни звезди с тези размери. Но авторите пишат, че масовото разпределение на неутронни звезди, вероятно съществуващи във Вселената, прави това малко вероятно.
Прочетете също:
- Една мисия до Уран и Нептун може да се превърне в детектор на гравитационни вълни
- Гравитационните лещи ще позволят да се създаде галактически интернет