Hvad ved du om mørkt stof? Ifølge en ny undersøgelse kan mørkt stof - et mystisk stof, der har tyngdekraft, men ikke udsender stråling - faktisk bestå af enorme klynger af gamle sorte huller, dannet i begyndelsen af universet.
Denne konklusion er baseret på analysen af gravitationsbølger forårsaget af to fjerntliggende kollisioner mellem sorte huller og neutronstjerner.
Bølgerne, mærket GW190425 og GW190814, blev detekteret i 2019 af Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) i Washington og Louisiana og Virgo Interferometer nær Pisa, Italien. Tidligere analyser har vist, at de var forårsaget af kollisioner mellem sorte huller på 1,7 til 2,6 gange vores Sols masse og en mulig meget mindre neutronstjerne eller et meget større sort hul. Men det ville gøre et af de objekter, som astrofysikere kalder et solmasse sort hul, som tilsyneladende handler om Solens masse. Solmassesorte huller er ret mystiske, fordi de ikke forventes fra traditionel astrofysik, hvor stjerneeksplosioner eller supernovaer forvandler større stjerner til sorte huller.
Også interessant:
- Polariseret lys afslører hemmelighederne bag et sort huls magnetfelt
- Astronomer har opdaget et supermassivt sort hul i bevægelse
Disse sorte huller i solmasse kan være "primordiale" sorte huller skabt i Big Bang. Eller de kunne være dannet senere, da neutronstjerner blev omdannet til sorte huller, enten efter at de oprindelige sorte huller var blevet absorberet, eller efter at visse formodede typer mørkt stof var absorberet.
Indledende sorte huller
De oprindelige sorte huller, hvis de eksisterer, blev sandsynligvis skabt i massive mængder i det første sekund af Big Bang for omkring 13,77 milliarder år siden. De ville være af alle størrelser - den mindste ville være mikroskopisk, og den største ville være titusindvis af gange vores Sols masse.
Forskerne ville se, om de kunne kende forskel på oprindelige sorte huller og sorte huller, der blev dannet af neutronstjerner, de flimrende rester af supernovaer, der blev efterladt efter deres forældrestjerner eksploderede efter at have brugt al deres brint i kernefusionsreaktioner.
Astrofysikere anslår, at stjerner med en masse på omkring fem gange Solens masse kollapser og efterlader en neutronstjerne lavet af supertæt stof, med nogenlunde massen af vores Sol pakket ind i en kugle på størrelse med en by.
Ifølge af denne teori, ville den stærke tyngdekraft af nogle neutronstjerner konstant tiltrække mørkt stof partikler. Det nye studie tyder på, at deres tyngdekraft til sidst vil blive så stor, at neutronstjernen og mørkt stof vil kollapse sammen til et sort hul.
Et alternativ foreslået af undersøgelsen er, at neutronstjernen kunne være blevet tiltrukket af og smeltet sammen med et lille ur sort hul, som derefter satte sig i midten af neutronstjernen og fodrede på det omgivende stof, indtil kun det sorte hul var tilbage.
Gravitationsbølger
Forskerne ræsonnerede, at sorte huller, der transmuterede fra neutronstjerner, ville følge den samme massefordeling af neutronstjernerne, som de stammer fra, hvilket afhænger af størrelsen af deres moderstjerner. Med det i tankerne undersøgte de data fra de omkring 50 gravitationsbølgedetekteringer lavet til dato og fandt ud af, at kun to - GW190425 og GW190814 - var forbundet med objekter med den rigtige masse til at være primordiale sorte huller.
Forskningen er ikke afgørende: det er stadig muligt, at de to kollisioner involverede neutronstjerner med påviselige masser eller sorte huller, der transmuterede fra neutronstjerner af denne størrelse. Men forfatterne skriver, at massefordelingen af neutronstjerner, der formentlig findes i universet, gør dette usandsynligt.
Læs også:
- En mission til Uranus og Neptun kan blive en detektor for gravitationsbølger
- Gravitationslinser gør det muligt at skabe et galaktisk internet