Pirmo reizi zinātnieki, iespējams, ir atklājuši netiešus pierādījumus tam, ka apkārt ir liels daudzums neredzamas tumšās vielas melnie caurumi. Atklājums, ja tas tiks apstiprināts, varētu būt liels sasniegums tumšās vielas izpētē.
Tumšā viela veido aptuveni 85% no visas Visuma matērijas, taču astronomiem tā ir gandrīz pilnībā neredzama. Tas ir tāpēc, ka atšķirībā no matērijas, kas veido zvaigznes, planētas un visu, kas ir mums apkārt, tumšā viela nesadarbojas ar gaismu un to nevar redzēt.
Par laimi, tumšā viela mijiedarbojas gravitācijas ceļā, kas ļauj pētniekiem secināt par tumšās vielas klātbūtni, aplūkojot tās gravitācijas ietekmi uz parastās matērijas "starpnieku". Jaunā pētījumā Honkongas Izglītības universitātes zinātnieku komanda izmantoja zvaigznes, kas riņķo ap melnajiem caurumiem binārajās sistēmās kā šādus "starpniekus".
Komanda vēroja, kā divu zvaigžņu orbītas palēninājās vai nedaudz palēninājās par aptuveni 1 milisekundi gadā, kad tās pārvietojās ap saviem pavadošajiem melnajiem caurumiem, kas apzīmēti ar A0620-00 un XTE J1118+480. Komanda secināja, ka palēnināšanos izraisīja tumšā viela, kas aprij melnos caurumus un radīja ievērojamu berzi un gravitāciju zvaigznēm, kad tās riņķoja ap saviem masīvākiem partneriem.
Izmantojot melno caurumu sistēmu datorsimulācijas, komanda izmantoja kosmoloģijā plaši izmantoto tumšās matērijas dinamiskās berzes modeli, kas paredz noteiktu impulsa zudumu objektiem, kas gravitācijas ceļā mijiedarbojas ar tumšo vielu. Simulācijas parādīja, ka novērotie orbītu sabrukšanas ātrumi atbilst berzes modeļa prognozēm. Novērotais orbītas sabrukšanas ātrums ir aptuveni 50 reizes lielāks par teorētisko aplēsi, kas ir aptuveni 0,02 milisekundes orbītas sabrukšanas gadā binārajām sistēmām, kurās nav tumšās vielas.
"Šis ir pirmais pētījums, kurā izmantots dinamiskās berzes modelis, lai apstiprinātu un pierādītu tumšās vielas esamību ap melnajiem caurumiem," saka Jang Man Ho (atveras jaunā cilnē), grupas vadītājs un katedras asociētais profesors. Dabaszinātņu un vides zinātņu vide jūsu paziņojumā.
Pētījuma rezultāti, kas publicēti 30. janvārī žurnālā The Astrophysical Journal Letters, palīdz apstiprināt kosmoloģijā sen pastāvošo teoriju, ka melnie caurumi spēj absorbēt tumšo vielu, kas tiem ir pietiekami tuvu. Tas noved pie tumšās vielas pārdales ap melnajiem caurumiem, radot "blīvuma smaili" to tiešā tuvumā, kas var smalki ietekmēt apkārtējo objektu orbītas.
Čans paskaidroja, ka iepriekšējie mēģinājumi pētīt tumšo vielu ap melnajiem caurumiem balstījās uz augstas enerģijas gaismas emisiju gamma staru veidā vai pulsāciju kosmosā, ko sauc par gravitācijas viļņiem. Šīs emisijas izraisa melno caurumu sadursme un saplūšana, kas ir rets notikums Visumā, kas var likt astronomiem ilgi gaidīt pietiekami daudz datu.
Šis pētījums sniedz zinātniekiem jaunu veidu, kā izpētīt tumšo vielu, kas izplatīta ap melnajiem caurumiem, kas varētu palīdzēt viņiem aktīvāk meklēt. Komanda plāno meklēt līdzīgus melno caurumu bināros failus, ko pētīt nākotnē.
"Šis pētījums paver svarīgu jaunu virzienu turpmākajiem tumšās vielas pētījumiem," sacīja Čans. "Tikai vienā galaktikā, Piena ceļā, ir vismaz 18 bināras sistēmas, kas ir līdzīgas mūsu pētījuma objektiem, kas var sniegt bagātīgu informāciju, kas palīdzēs atšķetināt tumšās matērijas noslēpumu."
Lasi arī: