Pirmą kartą mokslininkai galėjo aptikti netiesioginių įrodymų, kad aplink yra daug nematomos tamsiosios medžiagos Juodosios skylės. Šis atradimas, jei pasitvirtins, gali būti didžiulis proveržis tiriant tamsiąją medžiagą.
Tamsioji medžiaga sudaro apie 85% visos visatos materijos, tačiau astronomams ji beveik visiškai nematoma. Taip yra todėl, kad, skirtingai nei materija, kuri sudaro žvaigždes, planetas ir viską aplink mus, tamsioji medžiaga nesąveikauja su šviesa ir negali būti matoma.
Laimei, tamsioji medžiaga sąveikauja gravitaciškai, o tai leidžia tyrėjams daryti išvadą apie tamsiosios materijos buvimą, pažvelgus į jos gravitacinį poveikį įprastos materijos „pavyzdžiui“. Naujame tyrime Honkongo Edukologijos universiteto mokslininkų komanda naudojo žvaigždes, skriejančias aplink juodąsias skyles dvejetainėse sistemose kaip tokius „pagalbinius serverius“.
Komanda stebėjo, kaip dviejų žvaigždžių orbitos sulėtėjo arba šiek tiek sulėtėjo maždaug 1 milisekunde per metus, kai jos juda aplink savo kompanionines juodąsias skyles, pažymėtas A0620-00 ir XTE J1118+480. Komanda padarė išvadą, kad sulėtėjimą lėmė juodąsias skyles apėmusi tamsioji medžiaga ir žvaigždėms, kurios skrieja aplink savo masyvesnius partnerius, sukėlė didelę trintį ir gravitaciją.
Naudodama kompiuterinį juodųjų skylių sistemų modeliavimą, komanda pritaikė kosmologijoje plačiai naudojamą tamsiosios materijos dinaminės trinties modelį, pagal kurį su tamsiąja medžiaga gravitaciškai sąveikaujantys objektai praranda tam tikrą pagreitį. Modeliavimas parodė, kad pastebėti orbitų nykimo greičiai atitinka trinties modelio prognozes. Stebėtas orbitos skilimo greitis yra maždaug 50 kartų didesnis už teorinį įvertinimą, o tai yra apie 0,02 milisekundės orbitos skilimo per metus dvejetainiams elementams, kuriuose nėra tamsiosios medžiagos.
„Tai pirmasis tyrimas, kurio metu naudojamas „dinaminės trinties modelis“, siekiant patvirtinti ir įrodyti tamsiosios medžiagos egzistavimą aplink juodąsias skyles“, – sako grupės vadovas ir katedros docentas Jang Man Ho (atsidaro naujame skirtuke). Gamtos mokslų ir aplinkosaugos studijų aplinka jūsų paraiškoje.
Sausio 30 d. žurnale „The Astrophysical Journal Letters“ paskelbto tyrimo rezultatai padeda patvirtinti seniai egzistuojančią kosmologijos teoriją, kad juodosios skylės gali sugerti tamsiąją medžiagą, kuri yra pakankamai arti jų. Tai veda prie tamsiosios medžiagos persiskirstymo aplink juodąsias skyles, o jų artimoje aplinkoje susidaro „tankio smaigalys“, kuris gali subtiliai paveikti aplinkinių objektų orbitas.
Chanas paaiškino, kad ankstesni bandymai tirti tamsiąją medžiagą aplink juodąsias skyles buvo grindžiami didelės energijos šviesos spinduliavimu gama spindulių pavidalu arba pulsavimu erdvėje, vadinamomis gravitacinėmis bangomis. Šias emisijas sukelia juodųjų skylių susidūrimas ir susiliejimas – retas įvykis visatoje, dėl kurio astronomai gali ilgai laukti pakankamai duomenų.
Šis tyrimas suteikia mokslininkams naują būdą tyrinėti aplink juodąsias skyles išsidėsčiusią tamsiąją medžiagą, kuri galėtų padėti jiems aktyviau ieškoti. Ateityje komanda ketina ieškoti panašių juodųjų skylių dvejetainių failų.
"Šis tyrimas atveria svarbią naują kryptį būsimiems tamsiosios medžiagos tyrimams", - sakė Chanas. „Tik vienoje galaktikoje, Paukščių Take, yra mažiausiai 18 dvejetainių sistemų, panašių į mūsų tyrimo objektus, kurios gali suteikti daug informacijos, kuri padės atskleisti tamsiosios materijos paslaptį.
Taip pat skaitykite: