科学者たちは、目に見えない大量の暗黒物質が周囲を取り囲んでいるという間接的な証拠を初めて発見した可能性があります ブラックホール. この発見が確認されれば、暗黒物質の研究における大きなブレークスルーとなる可能性があります。
暗黒物質は宇宙の全物質の約 85% を占めていますが、天文学者にはほとんど見えません。 これは、星や惑星、私たちの周りのすべてのものを構成する物質とは異なり、暗黒物質は光と相互作用せず、見ることができないためです.
幸いなことに、暗黒物質は重力的に相互作用するため、研究者は通常の物質の「代理」に対する重力の影響を調べることで、暗黒物質の存在を推測できます。 新しい研究では、香港教育大学の科学者チームが連星系のブラックホールを周回する星をそのような「プロキシ」として使用しました。
チームは、1 つの星の軌道が、A0620-00 および XTE J1118+480 と指定された伴星ブラック ホールの周りを移動する際に、年間約 ミリ秒、またはわずかに遅くなるのを観察しました。 チームは、減速の原因は暗黒物質がブラック ホールを飲み込み、星がより大規模なパートナーを周回する際に大きな摩擦と重力を生み出した結果であると結論付けました。
チームは、ブラック ホール システムのコンピューター シミュレーションを使用して、宇宙論で広く使用されている暗黒物質の動的摩擦モデルを適用しました。 シミュレーションは、観測された軌道の減衰率が摩擦モデルの予測に対応することを示しました。 観測された軌道崩壊率は、暗黒物質を持たない連星の場合、年間約 50 ミリ秒の軌道崩壊である理論的推定値の約 0,02 倍です。
「これは『動摩擦モデル』を使ってブラックホールの周りに暗黒物質が存在することを確認し、証明した初めての研究です」アプリケーションの自然科学および環境研究環境。
30 月 日に The Astrophysical Journal Letters に掲載されたこの研究結果は、ブラック ホールが十分に接近した暗黒物質を吸収できるという宇宙論の長年の理論を確認するのに役立ちます。 これにより、ブラック ホールの周囲に暗黒物質が再分布し、そのすぐ近くに「密度スパイク」が生じ、周囲の天体の軌道に微妙に影響を与える可能性があります。
チャン氏は、ブラックホール周辺の暗黒物質を研究する以前の試みは、ガンマ線の形での高エネルギー光の放出、または重力波として知られる宇宙の脈動に依存していたと説明しました。 これらの放射は、ブラック ホールの衝突と合体によって引き起こされます。これは、天文学者が十分なデータを得るために長時間待たされる宇宙ではまれな出来事です。
この研究により、科学者はブラック ホールの周囲に分布する暗黒物質を研究する新しい方法を得ることができ、科学者がより積極的に探索できるようになる可能性があります。 チームは、将来研究するために同様のブラックホール連星を探すつもりです。
「この研究は、暗黒物質に関する将来の研究にとって重要な新しい方向性を切り開きます」とチャン氏は述べています。 「たった18つの銀河、天の川には、私たちの研究の天体に似た連星系が少なくとも個あり、暗黒物質の謎を解明するのに役立つ豊富な情報を提供することができます.」
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