از ماده تاریک چه می دانید؟ طبق یک مطالعه جدید، ماده تاریک - یک ماده اسرارآمیز که کشش گرانشی دارد اما تشعشع نمی کند - ممکن است در واقع از خوشه های وسیعی از باستان تشکیل شده باشد. سیاه چاله ها، در همان ابتدای جهان شکل گرفت.
این نتیجه گیری بر اساس تجزیه و تحلیل امواج گرانشی ناشی از دو برخورد دور بین سیاهچاله ها و ستاره های نوترونی است.
این امواج با نام‌های GW190425 و GW190814 در سال 2019 توسط رصدخانه امواج گرانشی تداخل‌سنج لیزری (LIGO) در واشنگتن و لوئیزیانا و تداخل سنج Virgo در نزدیکی پیزا، ایتالیا شناسایی شدند. تجزیه و تحلیل قبلی نشان داده است که آنها در اثر برخورد بین سیاهچاله هایی با جرم 1,7 تا 2,6 برابر خورشید ما و یک ستاره نوترونی بسیار کوچکتر یا یک سیاهچاله بسیار بزرگتر ایجاد شده اند. اما این باعث می شود که یکی از اشیاء به آن چیزی تبدیل شود که اخترفیزیکدانان می گویند یک سیاهچاله با جرم خورشیدی، که ظاهراً حدود جرم خورشید است. سیاهچاله های با جرم خورشیدی کاملاً مرموز هستند زیرا از اخترفیزیک سنتی که در آن انفجارهای ستاره ای یا ابرنواخترها ستاره های بزرگتر را به سیاهچاله تبدیل می کنند، انتظار نمی رود.
همچنین جالب:
- نور پلاریزه اسرار میدان مغناطیسی سیاهچاله را آشکار می کند
- ستاره شناسان یک سیاهچاله بسیار پرجرم را در حال حرکت کشف کردند
این سیاهچاله های جرم خورشیدی ممکن است سیاهچاله های "اولیه" باشند که در انفجار بزرگ ایجاد شده اند. یا ممکن است بعدها، زمانی که ستارگان نوترونی به سیاهچاله تبدیل شدند، یا پس از جذب سیاهچاله های اولیه، یا پس از جذب انواع خاصی از ماده تاریک، شکل گرفته باشند.
سیاهچاله های اولیه
سیاه‌چاله‌های اولیه، اگر وجود داشته باشند، احتمالاً در اولین ثانیه از انفجار بزرگ حدود 13,77 میلیارد سال پیش در مقادیر بسیار زیاد ایجاد شده‌اند. آنها در همه اندازه ها خواهند بود - کوچکترین آنها میکروسکوپی و بزرگترین آنها ده ها هزار برابر جرم خورشید ما خواهد بود.
محققان می‌خواستند ببینند که آیا می‌توانند تفاوت بین سیاه‌چاله‌های اولیه و سیاه‌چاله‌هایی را که از ستاره‌های نوترونی تشکیل شده‌اند، بقایای سوسوزن ابرنواخترها که پس از انفجار ستاره‌های مادرشان پس از مصرف تمام هیدروژنشان در واکنش‌های همجوشی هسته‌ای باقی مانده‌اند، تشخیص دهند.
اخترفیزیکدانان تخمین می زنند که ستارگانی با جرم تقریباً پنج برابر جرم خورشید فرو می ریزند و یک ستاره نوترونی از ماده فوق متراکم به جا می گذارند که تقریباً جرم خورشید ما در کره ای به اندازه یک شهر جمع شده است.
مطابق با از این نظریه، گرانش قوی برخی از ستاره های نوترونی دائماً ذرات ماده تاریک را جذب می کند. مطالعه جدید نشان می دهد که در نهایت گرانش آنها به قدری زیاد خواهد شد که ستاره نوترونی و ماده تاریک با هم به یک سیاهچاله فرو می ریزند.
جایگزین پیشنهاد شده توسط این مطالعه این است که ستاره نوترونی می‌توانست به یک سیاهچاله اولیه کوچک جذب شده و با آن ادغام شود، که سپس در مرکز ستاره نوترونی قرار گرفت و از ماده اطراف تغذیه کرد تا زمانی که فقط سیاهچاله باقی بماند.
امواج گرانشی
دانشمندان استدلال کردند که سیاه‌چاله‌هایی که از ستارگان نوترونی تبدیل می‌شوند، از توزیع جرمی مشابهی با ستاره‌های نوترونی که از آنها سرچشمه گرفته‌اند، پیروی می‌کنند که به اندازه ستاره‌های مادرشان بستگی دارد. با در نظر گرفتن این موضوع، آنها داده‌های حدود 50 ردیابی امواج گرانشی را که تا به امروز انجام شده بود، مورد بررسی قرار دادند و دریافتند که تنها دو مورد - GW190425 و GW190814 - با اجسامی با جرم مناسب مرتبط بودند که سیاه‌چاله‌های اولیه باشند.
این تحقیق قطعی نیست: هنوز این امکان وجود دارد که این دو برخورد شامل ستاره‌های نوترونی با جرم قابل تشخیص یا سیاه‌چاله‌هایی باشد که از ستاره‌های نوترونی با این اندازه‌ها تغییر شکل می‌دهند. اما نویسندگان می نویسند که توزیع جرم ستارگان نوترونی که احتمالاً در کیهان وجود دارند، این امر را بعید می کند.
همچنین بخوانید:
- ماموریت به اورانوس و نپتون می تواند به آشکارساز امواج گرانشی تبدیل شود
- لنزهای گرانشی امکان ایجاد یک اینترنت کهکشانی را فراهم می کنند