Ce știi despre materia întunecată? Potrivit unui nou studiu, materia întunecată - o substanță misterioasă care are atracție gravitațională, dar care nu emite radiații - poate consta de fapt din grupuri vaste de vechi găuri negre, format chiar la începutul universului.
Această concluzie se bazează pe analiza undelor gravitaționale cauzate de două ciocniri îndepărtate între găurile negre și stele neutronice.
Undele, etichetate GW190425 și GW190814, au fost detectate în 2019 de Observatorul de unde gravitaționale cu interferometru laser (LIGO) din Washington și Louisiana și de interferometrul Virgo de lângă Pisa, Italia. Analizele anterioare au arătat că acestea au fost cauzate de ciocniri între găurile negre de 1,7 până la 2,6 ori masa Soarelui nostru și o posibilă stea neutronică mult mai mică sau o gaură neagră mult mai mare. Dar asta ar face unul dintre obiectele ceea ce astrofizicienii numesc o gaură neagră cu masă solară, care aparent este despre masa Soarelui. Găurile negre cu masă solară sunt destul de misterioase, deoarece nu sunt așteptate de la astrofizica tradițională, în care exploziile de stele sau supernovele transformă stelele mai mari în găuri negre.
Interesant de asemenea:
- Lumina polarizată dezvăluie secretele câmpului magnetic al unei găuri negre
- Astronomii au descoperit o gaură neagră supermasivă în mișcare
Aceste găuri negre de masă solară pot fi găuri negre „primordiale” create în Big Bang. Sau s-ar fi putut forma mai târziu, când stelele neutronice au fost transformate în găuri negre, fie după ce găurile negre primordiale au fost absorbite, fie după ce anumite tipuri presupuse de materie întunecată au fost absorbite.
Găuri negre inițiale
Găurile negre primordiale, dacă există, au fost probabil create în cantități masive în prima secundă a Big Bang-ului, acum aproximativ 13,77 miliarde de ani. Ar fi de toate dimensiunile - cel mai mic ar fi microscopic, iar cel mai mare ar fi de zeci de mii de ori masa Soarelui nostru.
Cercetătorii au vrut să vadă dacă pot face diferența dintre găurile negre primordiale și găurile negre care s-au format din stele neutronice, rămășițele pâlpâitoare ale supernovelor rămase după ce stelele lor părinte au explodat după ce și-au consumat tot hidrogenul în reacțiile de fuziune nucleară.
Astrofizicienii estimează că stelele cu o masă de aproximativ cinci ori mai mare decât masa Soarelui se prăbușesc, lăsând în urmă o stea neutronică formată din materie superdensă, cu aproximativ masa Soarelui nostru împachetat într-o sferă de dimensiunea unui oraș.
Conform a acestei teorii, gravitația puternică a unor stele neutronice ar atrage în mod constant particule de materie întunecată. Noul studiu sugerează că în cele din urmă gravitația lor va deveni atât de mare încât steaua neutronică și materia întunecată se vor prăbuși împreună într-o gaură neagră.
O alternativă propusă de studiu este că steaua neutronică ar fi putut fi atrasă și fuzionată cu o mică gaură neagră primordială, care apoi s-a așezat în centrul stelei neutronice și s-a hrănit cu materia înconjurătoare până când a rămas doar gaura neagră.
Valuri gravitationale
Oamenii de știință au motivat că găurile negre care s-au transmutat din stele neutronice ar urma aceeași distribuție de masă a stelelor neutronice din care provin, care depinde de dimensiunea stelelor lor părinte. Având în vedere acest lucru, ei au examinat datele din cele aproximativ 50 de detectări de unde gravitaționale făcute până în prezent și au descoperit că doar două - GW190425 și GW190814 - au fost asociate cu obiecte cu masa potrivită pentru a fi găuri negre primordiale.
Cercetarea nu este concludentă: este încă posibil ca cele două coliziuni să fi implicat stele neutronice de mase detectabile sau găuri negre transmutate din stele neutronice de aceste dimensiuni. Dar autorii scriu că distribuția în masă a stelelor neutronice, care se presupune că există în univers, face acest lucru puțin probabil.
Citeste si:
- O misiune către Uranus și Neptun poate deveni un detector de unde gravitaționale
- Lentilele gravitaționale vor permite crearea unui Internet Galactic