Ką tu žinai apie tamsiąją medžiagą? Remiantis nauju tyrimu, tamsioji materija – paslaptinga medžiaga, kuri turi gravitacinę trauką, bet neskleidžia spinduliuotės – iš tikrųjų gali būti sudaryta iš didžiulių senovės grupių. Juodosios skylės, susiformavęs pačioje visatos pradžioje.
Ši išvada pagrįsta gravitacinių bangų, sukeltų dviejų tolimų juodųjų skylių ir neutroninių žvaigždžių susidūrimų, analize.
Bangas, pažymėtas GW190425 ir GW190814, 2019 m. aptiko lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorija (LIGO) Vašingtone ir Luizianoje bei Mergelės interferometras netoli Pizos, Italijoje. Ankstesnė analizė parodė, kad juos sukėlė susidūrimai tarp juodųjų skylių, kurių masė 1,7–2,6 karto didesnė už mūsų Saulės masę, ir galimos daug mažesnės neutroninės žvaigždės arba daug didesnės juodosios skylės. Tačiau dėl to vienas iš objektų būtų toks, kokį vadina astrofizikai saulės masės juodoji skylė, kuri, matyt, yra apie Saulės masę. Saulės masės juodosios skylės yra gana paslaptingos, nes jų nesitikima iš tradicinės astrofizikos, kai žvaigždžių sprogimai ar supernovos didesnes žvaigždes paverčia juodosiomis skylėmis.
Taip pat įdomu:
- Poliarizuota šviesa atskleidžia juodosios skylės magnetinio lauko paslaptis
- Astronomai atrado judančią supermasyvią juodąją skylę
Šios saulės masės juodosios skylės gali būti „pirminės“ juodosios skylės, sukurtos Didžiojo sprogimo metu. Arba jie galėjo susidaryti vėliau, kai neutroninės žvaigždės buvo paverstos juodosiomis skylėmis, arba po to, kai buvo absorbuotos pirminės juodosios skylės, arba po tam tikrų numanomų tamsiosios medžiagos tipų absorbcijos.
Pradinės juodosios skylės
Pirminės juodosios skylės, jei jos egzistuoja, tikriausiai buvo sukurtos didžiuliais kiekiais per pirmąją Didžiojo sprogimo sekundę maždaug prieš 13,77 mlrd. Jie būtų įvairaus dydžio – mažiausi būtų mikroskopiniai, o didžiausi – dešimtis tūkstančių kartų didesni už mūsų Saulės masę.
Tyrėjai norėjo išsiaiškinti, ar jie gali atskirti pirmykštes juodąsias skyles ir juodąsias skyles, susidariusias iš neutroninių žvaigždžių, mirgančių supernovų liekanų, likusių po to, kai jų pagrindinės žvaigždės sprogo po to, kai branduolių sintezės reakcijose panaudojo visą vandenilį.
Astrofizikai apskaičiavo, kad žvaigždės, kurių masė maždaug penkis kartus didesnė už Saulės masę, žlunga, palikdamos neutroninę žvaigždę, sudarytą iš supertankios medžiagos, o maždaug mūsų Saulės masė yra supakuota į miesto dydžio sferą.
Pagal šios teorijos, kai kurių neutroninių žvaigždžių stipri gravitacija nuolat pritrauktų tamsiosios medžiagos daleles. Naujasis tyrimas rodo, kad ilgainiui jų gravitacija taps tokia didelė, kad neutroninė žvaigždė ir tamsioji medžiaga kartu subyrės į juodąją skylę.
Tyrimo pasiūlyta alternatyva yra ta, kad neutroninė žvaigždė galėjo būti pritraukta ir sujungta su maža pirmaprade juodąja skyle, kuri vėliau nusėdo neutroninės žvaigždės centre ir maitinosi supančia medžiaga, kol liko tik juodoji skylė.
Gravitacinės bangos
Mokslininkai samprotavo, kad juodosios skylės, kurios transformavosi iš neutroninių žvaigždžių, pasiskirstys pagal tą patį neutroninių žvaigždžių, iš kurių jos atsirado, masės pasiskirstymą, kuris priklauso nuo jų pirminių žvaigždžių dydžio. Turėdami tai omenyje, jie ištyrė maždaug 50 iki šiol atliktų gravitacinių bangų aptikimų duomenis ir nustatė, kad tik du – GW190425 ir GW190814 – buvo susieti su tinkamos masės objektais, kad būtų galima laikyti pirminėmis juodosiomis skylėmis.
Tyrimas nėra galutinis: vis dar įmanoma, kad dviejuose susidūrimuose dalyvavo aptinkamos masės neutroninės žvaigždės arba juodosios skylės, transformuotos iš tokio dydžio neutroninių žvaigždžių. Tačiau autoriai rašo, kad dėl neutroninių žvaigždžių masės pasiskirstymo, tikriausiai egzistuojančių Visatoje, tai mažai tikėtina.
Taip pat skaitykite:
- Misija į Uraną ir Neptūną gali tapti gravitacinių bangų detektoriumi
- Gravitaciniai lęšiai leis sukurti galaktinį internetą