Čo viete o temnej hmote? Podľa novej štúdie môže temná hmota – záhadná látka, ktorá má gravitačnú silu, ale nevyžaruje žiarenie – v skutočnosti pozostávať z obrovských zhlukov starovekých čierne diery, ktorý vznikol na samom počiatku vesmíru.
Tento záver je založený na analýze gravitačných vĺn spôsobených dvoma vzdialenými zrážkami medzi čiernymi dierami a neutrónovými hviezdami.
Vlny označené GW190425 a GW190814 boli v roku 2019 detegované laserovým interferometrom Gravitational-Wave Observatory (LIGO) vo Washingtone a Louisiane a interferometrom Virgo neďaleko Pisy v Taliansku. Predchádzajúca analýza ukázala, že boli spôsobené zrážkami medzi čiernymi dierami s hmotnosťou 1,7 až 2,6-násobku hmotnosti nášho Slnka a možnou oveľa menšou neutrónovou hviezdou alebo oveľa väčšou čiernou dierou. Ale to by bol jeden z objektov, ktorý nazývajú astrofyzici slnečná hmota čierna diera, čo je zrejme hmotnosť Slnka. Čierne diery so slnečnou hmotnosťou sú dosť záhadné, pretože sa neočakávajú od tradičnej astrofyziky, v ktorej výbuchy hviezd alebo supernovy menia väčšie hviezdy na čierne diery.
Tiež zaujímavé:
- Polarizované svetlo odhaľuje tajomstvá magnetického poľa čiernej diery
- Astronómovia objavili supermasívnu čiernu dieru v pohybe
Tieto čierne diery v slnečnej hmote môžu byť „prapôvodnými“ čiernymi dierami vytvorenými počas Veľkého tresku. Alebo sa mohli sformovať neskôr, keď sa neutrónové hviezdy premenili na čierne diery, buď po absorpcii prvotných čiernych dier, alebo po absorpcii určitých domnelých typov tmavej hmoty.
Počiatočné čierne diery
Primordiálne čierne diery, ak existujú, boli pravdepodobne vytvorené vo veľkých množstvách v prvej sekunde Veľkého tresku asi pred 13,77 miliardami rokov. Boli by všetkých veľkostí – najmenšie by boli mikroskopické a najväčšie by mali desaťtisícnásobok hmotnosti nášho Slnka.
Výskumníci chceli zistiť, či dokážu rozoznať rozdiel medzi prvotnými čiernymi dierami a čiernymi dierami, ktoré vznikli z neutrónových hviezd, blikajúcich zvyškov supernov, ktoré zostali po výbuchu ich materských hviezd po tom, čo spotrebovali všetok svoj vodík pri reakciách jadrovej fúzie.
Astrofyzici odhadujú, že hviezdy s hmotnosťou asi päťkrát väčšou ako Slnko sa zrútia a zanechajú za sebou neutrónovú hviezdu vyrobenú z superhustej hmoty, s hmotnosťou približne nášho Slnka zbalenou do gule veľkosti mesta.
Podľa tejto teórie, by silná gravitácia niektorých neutrónových hviezd neustále priťahovala častice temnej hmoty. Nová štúdia naznačuje, že nakoniec bude ich gravitácia taká veľká, že neutrónová hviezda a temná hmota sa zrútia do čiernej diery.
Alternatívou navrhovanou štúdiou je, že neutrónová hviezda mohla byť priťahovaná a zlúčená s malou prvotnou čiernou dierou, ktorá sa potom usadila v strede neutrónovej hviezdy a živila sa okolitou hmotou, kým nezostala iba čierna diera.
Gravitačné vlny
Vedci usúdili, že čierne diery, ktoré sa transmutovali z neutrónových hviezd, by nasledovali rovnaké rozdelenie hmotnosti neutrónových hviezd, z ktorých pochádzajú, čo závisí od veľkosti ich materských hviezd. S ohľadom na to skúmali údaje z približne 50 doteraz vykonaných detekcií gravitačných vĺn a zistili, že iba dve - GW190425 a GW190814 - boli spojené s objektmi správnej hmotnosti, aby boli prvotnými čiernymi dierami.
Výskum nie je presvedčivý: stále je možné, že obe zrážky zahŕňali neutrónové hviezdy s detekovateľnou hmotnosťou alebo čierne diery transmutujúce z neutrónových hviezd týchto veľkostí. Ale autori píšu, že hromadné rozloženie neutrónových hviezd, ktoré pravdepodobne existujú vo vesmíre, to robí nepravdepodobným.
Prečítajte si tiež:
- Misia na Urán a Neptún sa môže stať detektorom gravitačných vĺn
- Gravitačné šošovky umožnia vytvoriť galaktický internet