Po prvi put, naučnici su možda otkrili indirektne dokaze da velika količina nevidljive tamne materije okružuje crne rupe. Ovo otkriće, ako se potvrdi, moglo bi biti veliki napredak u proučavanju tamne materije.
Tamna materija čini oko 85% sve materije u svemiru, ali je astronomima skoro potpuno nevidljiva. To je zato što, za razliku od materije koja čini zvijezde, planete i sve oko nas, tamna materija ne stupa u interakciju sa svjetlom i ne može se vidjeti.
Srećom, tamna materija stupa u interakciju gravitaciono, što omogućava istraživačima da zaključuju prisustvo tamne materije posmatrajući njen gravitacioni efekat na "proxy" obične materije. U novoj studiji, tim naučnika sa Univerziteta za obrazovanje u Hong Kongu koristio je zvijezde koje kruže oko crnih rupa u binarnim sistemima kao takve "proksije".
Tim je posmatrao kako se orbite dvije zvijezde usporavaju ili blago usporavaju za oko 1 milisekundu godišnje dok se kreću oko svojih pratilaca crnih rupa, označenih kao A0620-00 i XTE J1118+480. Tim je zaključio da je usporavanje rezultat toga što je tamna materija progutala crne rupe i stvorila značajno trenje i gravitaciju za zvijezde dok su kružile oko svojih masivnijih partnera.
Koristeći kompjuterske simulacije sistema crnih rupa, tim je primenio dinamički model trenja tamne materije, koji se široko koristi u kosmologiji, koji pretpostavlja određeni gubitak zamaha od strane objekata koji gravitaciono deluju sa tamnom materijom. Simulacije su pokazale da opažene stope raspada orbita odgovaraju predviđanjima modela trenja. Opažena stopa orbitalnog raspada je oko 50 puta veća od teorijske procjene, što je oko 0,02 milisekundi orbitalnog raspada godišnje za binarne bez tamne tvari.
"Ovo je prva studija koja je ikada koristila 'model dinamičkog trenja' da potvrdi i dokaže postojanje tamne materije oko crnih rupa", kaže Jang Man Ho (otvara se u novoj kartici), vođa grupe i vanredni profesor Odsjeka za Prirodne nauke i studije životne sredine u vašoj izjavi.
Rezultati studije, objavljeni 30. januara u The Astrophysical Journal Letters, pomažu da se potvrdi dugogodišnja teorija u kosmologiji da crne rupe mogu apsorbirati tamnu materiju koja im se dovoljno približi. To dovodi do preraspodjele tamne tvari oko crnih rupa, stvarajući "šiljak gustoće" u njihovoj neposrednoj blizini, koji može suptilno utjecati na orbite okolnih objekata.
Chan je objasnio da su se prethodni pokušaji proučavanja tamne materije oko crnih rupa oslanjali na emisiju svjetlosti visoke energije u obliku gama zraka, ili pulsiranja u svemiru poznate kao gravitacijski valovi. Ove emisije su uzrokovane sudarom i spajanjem crnih rupa, rijetkim događajem u svemiru koji može natjerati astronome da dugo čekaju na dovoljno podataka.
Ovo istraživanje daje naučnicima novi način proučavanja tamne materije raspoređene oko crnih rupa, što bi im moglo pomoći da budu aktivniji u potrazi. Tim namjerava tražiti slične binarne crne rupe za proučavanje u budućnosti.
"Ovo istraživanje otvara važan novi pravac za buduća istraživanja tamne materije", rekao je Chan. "U samo jednoj galaksiji, Mliječnom putu, postoji najmanje 18 binarnih sistema sličnih objektima u našoj studiji, koji mogu pružiti bogate informacije koje će pomoći u razotkrivanju misterije tamne materije."
Pročitajte također: