Mit tudsz a sötét anyagról? Egy új tanulmány szerint a sötét anyag – egy rejtélyes anyag, amely gravitációs vonzerővel bír, de nem bocsát ki sugárzást – valójában hatalmas ősi halmazokból állhat. fekete lyukak, az univerzum legelején keletkezett.
Ez a következtetés a fekete lyukak és a neutroncsillagok közötti két távoli ütközés által okozott gravitációs hullámok elemzésén alapul.
A GW190425 és GW190814 jelű hullámokat 2019-ben a washingtoni és louisianai Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) és az olaszországi Pisa közelében lévő Virgo Interferometer észlelte. Korábbi elemzések kimutatták, hogy ezeket a Napunk tömegének 1,7-2,6-szorosát meghaladó fekete lyukak és egy esetleges sokkal kisebb neutroncsillag vagy egy sokkal nagyobb fekete lyuk ütközése okozta. De ettől az egyik objektum az asztrofizikusok által nevezett naptömegű fekete lyuk, ami nyilvánvalóan a Nap tömegéről szól. A naptömegű fekete lyukak meglehetősen titokzatosak, mert nem várják el őket a hagyományos asztrofizikától, amelyben csillagrobbanások vagy szupernóvák a nagyobb csillagokat fekete lyukakká változtatják.
Szintén érdekes:
- A polarizált fény felfedi a fekete lyuk mágneses mezejének titkait
- A csillagászok egy szupermasszív fekete lyukat fedeztek fel mozgásban
Ezek a naptömegű fekete lyukak az ősrobbanás során keletkezett "őseredeti" fekete lyukak lehetnek. Vagy később keletkezhettek, amikor a neutroncsillagokat fekete lyukakká alakították át, akár az ősfekete lyukak elnyelése után, akár bizonyos feltételezett sötét anyagtípusok elnyelése után.
Kezdeti fekete lyukak
Az ősfekete lyukak, ha léteznek, valószínűleg hatalmas mennyiségben jöttek létre az Ősrobbanás első másodpercében, körülbelül 13,77 milliárd évvel ezelőtt. Bármilyen méretűek lennének – a legkisebb mikroszkopikus, a legnagyobb pedig a Nap tömegének több tízezerszerese.
A kutatók azt akarták látni, hogy meg tudják-e különböztetni az ősfekete lyukakat és a neutroncsillagokból keletkezett fekete lyukakat, a szupernóvák villogó maradványait, amelyek azután maradtak vissza, hogy szülőcsillagaik felrobbantak, miután az összes hidrogént elhasználták a magfúziós reakciókban.
Az asztrofizikusok becslése szerint a Nap tömegének körülbelül ötszöröse tömegű csillagok összeomlanak, és egy szupersűrű anyagból álló neutroncsillagot hagynak maguk után, nagyjából Napunk tömegével egy városnyi gömbbe.
Alapján ennek az elméletnek, egyes neutroncsillagok erős gravitációja folyamatosan vonzaná a sötét anyag részecskéit. Az új tanulmány azt sugallja, hogy a gravitációjuk végül olyan nagy lesz, hogy a neutroncsillag és a sötét anyag együtt fekete lyukká omlik össze.
A tanulmány által javasolt alternatíva az, hogy a neutroncsillagot egy kis ősfekete lyukhoz vonzhatták, és egybeolvadhattak vele, amely aztán a neutroncsillag középpontjában telepedett le, és addig táplálkozott a környező anyagból, amíg csak a fekete lyuk maradt.
Gravitációs hullámok
A tudósok azzal érveltek, hogy a neutroncsillagokból transzmutált fekete lyukak ugyanazt a tömegeloszlást követik, mint a neutroncsillagok, amelyekből származtak, ami az anyacsillagok méretétől függ. Ezt szem előtt tartva megvizsgálták az eddig elvégzett mintegy 50 gravitációs hullám-detektálás adatait, és azt találták, hogy csak kettő – a GW190425 és a GW190814 – kapcsolódik a megfelelő tömegű objektumokhoz ahhoz, hogy ősfekete lyukak legyenek.
A kutatás nem döntő: továbbra is lehetséges, hogy a két ütközésben kimutatható tömegű neutroncsillagok vagy ilyen méretű neutroncsillagokból transzmutáló fekete lyukak történtek. A szerzők azonban azt írják, hogy az univerzumban feltehetően létező neutroncsillagok tömegeloszlása ezt valószínűtlenné teszi.
Olvassa el még:
- Az Uránuszra és a Neptunuszra irányuló küldetés a gravitációs hullámok detektorává válhat
- A gravitációs lencsék lehetővé teszik a galaktikus internet létrehozását