מה אתה יודע על חומר אפל? על פי מחקר חדש, חומר אפל - חומר מסתורי בעל כוח משיכה אך אינו פולט קרינה - עשוי למעשה להיות מורכב מצבירים עצומים של חורים שחורים, נוצר ממש בתחילת היקום.
מסקנה זו מבוססת על ניתוח גלי כבידה הנגרמים משתי התנגשויות מרוחקות בין חורים שחורים וכוכבי נויטרונים.
הגלים, שסומנו GW190425 ו-GW190814, זוהו בשנת 2019 על ידי מצפה הכבידה-גלי הלייזר (LIGO) בוושינגטון ולואיזיאנה והאינטרפרומטר בתולה ליד פיזה, איטליה. ניתוח קודם הראה שהם נגרמו מהתנגשויות בין חורים שחורים פי 1,7 עד 2,6 מהמסה של השמש שלנו וכוכב נויטרונים קטן בהרבה או חור שחור גדול בהרבה. אבל זה יהפוך לאחד החפצים מה שאסטרופיזיקאים מכנים חור שחור במסת שמש, שככל הנראה מדובר במסה של השמש. חורים שחורים במסת שמש הם מסתוריים למדי מכיוון שהם אינם צפויים מהאסטרופיזיקה המסורתית, שבה פיצוצי כוכבים או סופרנובות הופכות כוכבים גדולים יותר לחורים שחורים.
מעניין גם:
החורים השחורים האלה במסת השמש עשויים להיות חורים שחורים "ראשוניים" שנוצרו במפץ הגדול. או שהם יכלו להיווצר מאוחר יותר, כאשר כוכבי נויטרונים הוסבו לחורים שחורים, או לאחר שהחורים השחורים הקדמוניים נקלטו, או לאחר שסוגים מסוימים של חומר אפל נקלטו.
חורים שחורים ראשוניים
החורים השחורים הקדמוניים, אם הם קיימים, נוצרו כנראה בכמויות אדירות בשנייה הראשונה של המפץ הגדול לפני כ-13,77 מיליארד שנים. הם יהיו בכל הגדלים - הקטן ביותר יהיה מיקרוסקופי, והגדול ביותר יהיה פי עשרות אלפי מהמסה של השמש שלנו.
החוקרים רצו לראות אם הם יכולים להבחין בין חורים שחורים ראשוניים לחורים שחורים שנוצרו מכוכבי נויטרונים, השרידים המרצדים של סופרנובות שנותרו אחרי שכוכבי האם שלהם התפוצצו לאחר שניצלו את כל המימן שלהם בתגובות היתוך גרעיני.
אסטרופיזיקאים מעריכים שכוכבים בעלי מסה של כפול חמישה מהמסה של השמש מתמוטטים, ומשאירים אחריו כוכב נויטרונים העשוי מחומר צפוף, כשבערך המסה של השמש שלנו ארוזה בכדור בגודל של עיר.
לפי של התיאוריה הזו, כוח המשיכה החזק של כמה כוכבי נויטרונים ימשוך ללא הרף חלקיקי חומר אפל. המחקר החדש מציע שבסופו של דבר כוח המשיכה שלהם יהפוך כל כך גדול עד שכוכב הנייטרונים והחומר האפל יקרסו יחד לחור שחור.
אלטרנטיבה שהציע המחקר היא שכוכב הנייטרונים יכול היה להימשך ולהתמזג עם חור שחור קדמון קטן, שהתמקם אז במרכז כוכב הנייטרונים וניזון מהחומר שמסביב עד שנשאר רק החור השחור.
גלי כבידה
המדענים טענו כי חורים שחורים שעברו התמרה מכוכבי נויטרונים ילכו בעקבות אותה התפלגות מסה של כוכבי הנייטרונים מהם מקורם, אשר תלויה בגודל כוכבי האם שלהם. עם זאת בחשבון, הם בחנו נתונים מ-50 או משהו גילויי גלי כבידה שנעשו עד כה ומצאו שרק שניים - GW190425 ו-GW190814 - היו קשורים לאובייקטים בעלי המסה הנכונה להיות חורים שחורים ראשוניים.
המחקר אינו חד משמעי: עדיין יתכן שבשתי ההתנגשויות היו כוכבי נויטרונים בעלי מסה ניתנת לזיהוי או חורים שחורים המתמרדים מכוכבי נויטרונים בגדלים אלה. אבל המחברים כותבים כי התפלגות המונית של כוכבי נויטרונים, ככל הנראה קיימים ביקום, הופכת את זה לבלתי סביר.
קרא גם: