Šta znaš o tamnoj materiji? Prema novoj studiji, tamna materija - misteriozna supstanca koja ima gravitaciono privlačenje, ali ne emituje zračenje - može se zapravo sastojati od ogromnih klastera drevnih crne rupe, nastala na samom početku svemira.
Ovaj zaključak se zasniva na analizi gravitacionih talasa izazvanih dvaju udaljenih sudara između crnih rupa i neutronskih zvezda.
Talasi, označeni kao GW190425 i GW190814, otkriveni su 2019. godine od strane Laser Interferometer Gravitation-Wave Opservatory (LIGO) u Washingtonu i Louisiani i Virgo Interferometra u blizini Pize, Italija. Prethodna analiza je pokazala da su uzrokovane sudarima crnih rupa od 1,7 do 2,6 puta veće od mase našeg Sunca i moguće mnogo manje neutronske zvijezde ili mnogo veće crne rupe. Ali to bi bio jedan od objekata koje astrofizičari nazivaju crna rupa solarne mase, što se očigledno odnosi na masu Sunca. Crne rupe solarne mase prilično su misteriozne jer se ne očekuju od tradicionalne astrofizike, u kojoj eksplozije zvijezda ili supernove pretvaraju veće zvijezde u crne rupe.
Također zanimljivo:
- Polarizovano svetlo otkriva tajne magnetnog polja crne rupe
- Astronomi su otkrili supermasivnu crnu rupu u pokretu
Ove crne rupe solarne mase mogu biti "primordijalne" crne rupe nastale u Velikom prasku. Ili su se mogle formirati kasnije, kada su neutronske zvijezde pretvorene u crne rupe, bilo nakon što su primordijalne crne rupe bile apsorbirane, ili nakon što su apsorbirane određene pretpostavljene vrste tamne tvari.
Početne crne rupe
Primordijalne crne rupe, ako postoje, vjerovatno su stvorene u ogromnim količinama u prvoj sekundi Velikog praska prije oko 13,77 milijardi godina. Bili bi svih veličina – najmanji bi bio mikroskopski, a najveći bi bio desetine hiljada puta veći od mase našeg Sunca.
Istraživači su željeli vidjeti mogu li razlikovati primordijalne crne rupe i crne rupe nastale od neutronskih zvijezda, treperavih ostataka supernove koji su ostali nakon što su njihove roditeljske zvijezde eksplodirale nakon što su potrošile sav svoj vodik u reakcijama nuklearne fuzije.
Astrofizičari procjenjuju da se zvijezde čija je masa oko pet puta veća od mase Sunca kolabiraju, ostavljajući za sobom neutronsku zvijezdu napravljenu od superguste materije, sa masom otprilike našeg Sunca spakovanu u sferu veličine grada.
Prema ove teorije, jaka gravitacija nekih neutronskih zvijezda bi stalno privlačila čestice tamne materije. Nova studija sugerira da će na kraju njihova gravitacija postati tolika da će se neutronska zvijezda i tamna materija zajedno srušiti u crnu rupu.
Alternativa koju je studija predložila je da je neutronska zvijezda mogla biti privučena i spojena s malom primordijalnom crnom rupom, koja se potom smjestila u centar neutronske zvijezde i hranila se okolnom materijom sve dok nije ostala samo crna rupa.
Gravitacioni talasi
Naučnici su zaključili da će crne rupe koje su transmutirane iz neutronskih zvijezda slijediti istu distribuciju mase neutronskih zvijezda iz kojih su nastale, što ovisi o veličini njihovih matičnih zvijezda. Imajući to na umu, ispitali su podatke iz 50-ak do sada napravljenih detekcija gravitacionih talasa i otkrili da su samo dva – GW190425 i GW190814 – povezana sa objektima prave mase da bi bili primordijalne crne rupe.
Istraživanje nije konačno: još uvijek je moguće da su dva sudara uključivala neutronske zvijezde koje se mogu detektirati ili crne rupe koje su transmutirale iz neutronskih zvijezda ovih veličina. Ali autori pišu da raspodjela mase neutronskih zvijezda, za koje se pretpostavlja da postoje u svemiru, čini ovo malo vjerojatnim.
Pročitajte također:
- Misija na Uran i Neptun može postati detektor gravitacionih talasa
- Gravitacijska sočiva će omogućiti stvaranje Galaktičkog Interneta