Esimest korda võisid teadlased avastada kaudseid tõendeid selle kohta, et ümberringi on suur hulk nähtamatut tumeainet mustad augud. Kui avastus kinnitust leiab, võib see olla suur läbimurre tumeaine uurimisel.
Tumeaine moodustab umbes 85% kogu universumi ainest, kuid see on astronoomidele peaaegu täiesti nähtamatu. Seda seetõttu, et erinevalt tähtedest, planeetidest ja kõigest meid ümbritsevast ainest ei suhtle tumeaine valgusega ega ole nähtav.
Õnneks interakteerub tumeaine gravitatsiooniliselt, mis võimaldab teadlastel järeldada tumeaine olemasolu, vaadates selle gravitatsioonilist mõju tavalise aine "puhverserverile". Uues uuringus kasutas Hongkongi haridusülikooli teadlaste meeskond selliste "puhverserveritena" binaarsüsteemides mustade aukude ümber tiirlevaid tähti.
Meeskond jälgis, kuidas kahe tähe orbiidid aeglustusid või veidi aeglustusid umbes 1 millisekundi võrra aastas, kui nad liikusid ümber oma kaaslaste mustade aukude, tähistusega A0620-00 ja XTE J1118+480. Töörühm jõudis järeldusele, et aeglustumine oli tingitud tumeainest, mis neelas mustad augud ja tekitas tähtede jaoks märkimisväärse hõõrdumise ja gravitatsiooni, kui nad tiirlesid ümber oma massiivsemate partnerite.
Kasutades mustade aukude süsteemide arvutisimulatsioone, rakendas töörühm kosmoloogias laialdaselt kasutatavat tumeaine dünaamilist hõõrdemudelit, mis eeldab tumeainega gravitatsiooniliselt interakteeruvate objektide teatud impulsi kaotust. Simulatsioonid näitasid, et orbiitide vaadeldud lagunemiskiirused vastavad hõõrdemudeli ennustustele. Täheldatud orbiidi lagunemise kiirus on umbes 50 korda suurem teoreetilisest hinnangust, mis on umbes 0,02 millisekundi orbitaalset lagunemist aastas tumeaineta kahendfailide puhul.
"See on esimene uuring, mis kasutas dünaamilise hõõrdumise mudelit, et kinnitada ja tõestada tumeaine olemasolu mustade aukude ümber," ütleb Jang Man Ho (avaneb uuel vahelehel), rühma juht ja osakonna dotsent. Loodusteaduste ja keskkonnauuringute keskkond teie taotluses.
30. jaanuaril ajakirjas The Astrophysical Journal Letters avaldatud uuringu tulemused aitavad kinnitada kosmoloogias kauaaegset teooriat, mille kohaselt võivad mustad augud absorbeerida tumeainet, mis on neile piisavalt lähedal. See toob kaasa tumeaine ümberjaotumise mustade aukude ümber, tekitades nende vahetus läheduses "tiheduse tipu", mis võib peenelt mõjutada ümbritsevate objektide orbiite.
Chan selgitas, et varasemad katsed uurida tumeainet mustade aukude ümber põhinesid suure energiaga valguse emissioonil gammakiirte kujul ehk gravitatsioonilainetena tuntud pulsatsioonidena ruumis. Need heitmed on põhjustatud mustade aukude kokkupõrkest ja ühinemisest, mis on universumis haruldane sündmus, mis võib panna astronoomid ootama pikka aega piisavate andmete saamist.
See uurimus annab teadlastele uue viisi mustade aukude ümber levinud tumeaine uurimiseks, mis võib aidata neil otsingutes aktiivsemalt tegutseda. Meeskond kavatseb tulevikus uurida sarnaseid mustade aukude binaarfaile.
"See uurimus avab olulise uue suuna tumeaine tulevasteks uuringuteks, " ütles Chan. "Ainult ühes galaktikas, Linnuteel, on vähemalt 18 meie uuringu objektidega sarnast kahendsüsteemi, mis võivad anda rikkalikku teavet, mis aitab tumeaine saladust lahti harutada."
Loe ka: