בפעם הראשונה, ייתכן שמדענים גילו ראיות עקיפות לכך שכמות גדולה של חומר אפל בלתי נראה מקיפה חורים שחורים. התגלית, אם תאושר, עשויה להיות פריצת דרך גדולה בחקר החומר האפל.
החומר האפל מהווה כ-85% מכלל החומר ביקום, אך הוא כמעט בלתי נראה לחלוטין לאסטרונומים. הסיבה לכך היא שבניגוד לחומר המרכיב את הכוכבים, כוכבי הלכת וכל מה שסביבנו, החומר האפל אינו מקיים אינטראקציה עם האור ואינו ניתן לראותו.
למרבה המזל, החומר האפל מקיים אינטראקציה כבידה, מה שמאפשר לחוקרים להסיק את נוכחותו של חומר אפל על ידי התבוננות בהשפעת הכבידה שלו על "פרוקסי" של חומר רגיל. במחקר חדש, צוות מדענים מאוניברסיטת החינוך בהונג קונג השתמש בכוכבים המקיפים חורים שחורים במערכות בינאריות כ"פרוקסי" כאלה.
הצוות ראה כיצד מסלוליהם של שני הכוכבים מואטים, או מואטים מעט, בכמיליית שנייה אחת בשנה כשהם נעים סביב החורים השחורים הנלווים שלהם, המסומנים A1-0620 ו-XTE J00+1118. הצוות הגיע למסקנה שההאטה היא תוצאה של חומר אפל שבולע את החורים השחורים ויוצר חיכוך וכוח משיכה משמעותיים עבור הכוכבים כשהם מקיפים את שותפיהם המאסיביים יותר.
באמצעות הדמיות ממוחשבות של מערכות חורים שחורים, הצוות יישם את מודל החיכוך הדינמי של חומר אפל, בשימוש נרחב בקוסמולוגיה, אשר מניח אובדן מסוים של מומנטום על ידי עצמים המקיימים אינטראקציה כבידה עם החומר האפל. ההדמיות הראו ששיעורי ההתפרקות הנצפים של המסלולים תואמים את התחזיות של מודל החיכוך. קצב ההתפרקות המסלולית הנצפה הוא בערך פי 50 מההערכה התיאורטית, שהיא בערך 0,02 אלפיות שניות של דעיכה מסלולית בשנה עבור קבצים בינאריים נטולי חומר אפל.
"זהו המחקר הראשון אי פעם שמשתמש ב'מודל החיכוך הדינמי' כדי לאשר ולהוכיח את קיומו של חומר אפל סביב חורים שחורים", אומר ג'אנג מאן הו (נפתח בלשונית חדשה), מנהיג קבוצה ופרופסור חבר של המחלקה ל- סביבת מדעי הטבע ולימודי הסביבה בהצהרתך.
תוצאות המחקר, שפורסמו ב-30 בינואר ב-The Astrophysical Journal Letters, עוזרות לאשש תיאוריה ארוכת שנים בקוסמולוגיה לפיה חורים שחורים יכולים לספוג חומר אפל שמתקרב מספיק אליהם. זה מוביל לחלוקה מחדש של החומר האפל סביב חורים שחורים, ויוצר "ספייק צפיפות" בסביבתם המיידית, שיכול להשפיע בעדינות על מסלוליהם של עצמים שמסביב.
צ'אן הסביר כי ניסיונות קודמים לחקור חומר אפל סביב חורים שחורים הסתמכו על פליטת אור עתיר אנרגיה בצורת קרני גמא, או פעימות בחלל הידועות כגלי כבידה. פליטות אלו נגרמות מהתנגשות ומיזוג של חורים שחורים, אירוע נדיר ביקום שיכול לגרום לאסטרונומים לחכות זמן רב לנתונים מספקים.
מחקר זה נותן למדענים דרך חדשה לחקור את החומר האפל המופץ סביב חורים שחורים, מה שיכול לעזור להם להיות פעילים יותר בחיפושיהם. הצוות מתכוון לחפש בינאריות דומות של חורים שחורים למחקר בעתיד.
"מחקר זה פותח כיוון חדש וחשוב למחקר עתידי על החומר האפל", אמר צ'אן. "בגלקסיה אחת בלבד, שביל החלב, יש לפחות 18 מערכות בינאריות הדומות לאובייקטים במחקר שלנו, שיכולות לספק מידע עשיר שיעזור לפענח את המסתורין של החומר האפל".
קרא גם: