Ko jūs zināt par tumšo vielu? Saskaņā ar jaunu pētījumu tumšā viela - noslēpumaina viela, kurai ir gravitācijas spēks, bet kas neizstaro starojumu - faktiski var sastāvēt no milzīgām seno vielu kopām. melnie caurumi, kas izveidojās pašā Visuma sākumā.
Šis secinājums ir balstīts uz gravitācijas viļņu analīzi, ko izraisa divas attālas sadursmes starp melnajiem caurumiem un neitronu zvaigznēm.
Viļņus, kas apzīmēti ar GW190425 un GW190814, 2019. gadā atklāja lāzerinterferometra gravitācijas viļņu observatorija (LIGO) Vašingtonā un Luiziānā un Jaunavas interferometrs netālu no Pizas, Itālijā. Iepriekšējā analīze liecina, ka tos izraisīja sadursmes starp melnajiem caurumiem, kas 1,7 līdz 2,6 reizes pārsniedz mūsu Saules masu, un, iespējams, daudz mazāku neitronu zvaigzni vai daudz lielāku melno caurumu. Bet tas padarītu vienu no objektiem par to, ko sauc astrofiziķi Saules masas melnais caurums, kas acīmredzot ir par Saules masu. Saules masas melnie caurumi ir diezgan noslēpumaini, jo tie nav sagaidāmi no tradicionālās astrofizikas, kurā zvaigžņu sprādzieni vai supernovas pārvērš lielākas zvaigznes melnos caurumos.
Interesanti arī:
- Polarizētā gaisma atklāj melnā cauruma magnētiskā lauka noslēpumus
- Astronomi ir atklājuši supermasīvu melno caurumu kustībā
Šie saules masas melnie caurumi var būt "pirmkārtējie" melnie caurumi, kas radušies Lielā sprādziena laikā. Vai arī tās varēja veidoties vēlāk, kad neitronu zvaigznes tika pārveidotas melnos caurumos, vai nu pēc tam, kad sākotnējie melnie caurumi bija absorbēti, vai pēc tam, kad tika absorbēti daži domājamo tumšās vielas veidi.
Sākotnējie melnie caurumi
Sākotnējie melnie caurumi, ja tādi pastāv, iespējams, tika izveidoti milzīgos daudzumos Lielā sprādziena pirmajā sekundē apmēram pirms 13,77 miljardiem gadu. Tie būtu visdažādākie – mazākais būtu mikroskopisks, bet lielākais – desmitiem tūkstošu reižu lielāks par mūsu Saules masu.
Pētnieki vēlējās noskaidrot, vai viņi spēj atšķirt pirmatnējos melnos caurumus no melnajiem caurumiem, kas veidojās no neitronu zvaigznēm — supernovu mirgojošajām paliekām, kas palika pēc to ciltszvaigžņu eksplozijas pēc visa ūdeņraža izmantošanas kodolsintēzes reakcijās.
Astrofiziķi lēš, ka zvaigznes, kuru masa ir aptuveni piecas reizes lielāka par Saules masu, sabrūk, atstājot neitronu zvaigzni, kas sastāv no superblīvas vielas, un aptuveni mūsu Saules masa ir iesaiņota pilsētas lieluma sfērā.
Saskaņā ar no šīs teorijas, dažu neitronu zvaigžņu spēcīgais gravitācijas spēks pastāvīgi piesaistītu tumšās vielas daļiņas. Jaunais pētījums liecina, ka galu galā to gravitācija kļūs tik liela, ka neitronu zvaigzne un tumšā viela kopā sabruks melnajā caurumā.
Pētījumā piedāvātā alternatīva ir tāda, ka neitronu zvaigzne varēja tikt piesaistīta un apvienota ar nelielu pirmatnējo melno caurumu, kas pēc tam apmetās neitronu zvaigznes centrā un barojās ar apkārtējo vielu, līdz palika tikai melnais caurums.
Gravitācijas viļņi
Zinātnieki uzskatīja, ka melnajiem caurumiem, kas pārveidojās no neitronu zvaigznēm, sekos tāds pats neitronu zvaigžņu masas sadalījums, no kura tie radušies, un tas ir atkarīgs no to vecāku zvaigžņu lieluma. Paturot to prātā, viņi pārbaudīja datus no aptuveni 50 gravitācijas viļņu noteikšanas, kas līdz šim veikti, un atklāja, ka tikai divi – GW190425 un GW190814 – ir saistīti ar objektiem ar pareizo masu, lai tie būtu pirmie melnie caurumi.
Pētījums nav pārliecinošs: joprojām ir iespējams, ka abās sadursmēs bija nosakāmas masas neitronu zvaigznes vai melnie caurumi, kas pārveidojās no šāda izmēra neitronu zvaigznēm. Taču autori raksta, ka neitronu zvaigžņu masas sadalījums, kas, iespējams, pastāv Visumā, padara to maz ticamu.
Lasi arī:
- Misija uz Urānu un Neptūnu var kļūt par gravitācijas viļņu detektoru
- Gravitācijas lēcas ļaus izveidot Galaktisko internetu