Vedci možno po prvý raz objavili nepriame dôkazy, že obklopuje veľké množstvo neviditeľnej temnej hmoty čierne diery. Tento objav, ak sa potvrdí, by mohol znamenať veľký prelom v štúdiu temnej hmoty.
Temná hmota tvorí asi 85 % všetkej hmoty vo vesmíre, no pre astronómov je takmer úplne neviditeľná. Je to preto, že na rozdiel od hmoty, ktorá tvorí hviezdy, planéty a všetko okolo nás, temná hmota neinteraguje so svetlom a nemožno ju vidieť.
Našťastie tmavá hmota interaguje gravitačne, čo umožňuje výskumníkom odvodiť prítomnosť tmavej hmoty pri pohľade na jej gravitačný účinok na „zástupcu“ bežnej hmoty. V novej štúdii tím vedcov zo Vzdelávacej univerzity v Hong Kongu použil hviezdy obiehajúce čierne diery v binárnych systémoch ako také „proxy“.
Tím sledoval, ako sa obežné dráhy týchto dvoch hviezd spomalili alebo mierne spomalili, približne o 1 milisekundu za rok, keď sa pohybovali okolo svojich sprievodných čiernych dier, označených A0620-00 a XTE J1118+480. Tím dospel k záveru, že spomalenie bolo výsledkom temnej hmoty, ktorá pohltila čierne diery a vytvorila významné trenie a gravitáciu pre hviezdy, keď obiehali okolo svojich masívnejších partnerov.
Pomocou počítačových simulácií systémov čiernych dier tím aplikoval dynamický model trenia temnej hmoty, široko používaný v kozmológii, ktorý predpokladá určitú stratu hybnosti objektmi gravitačne interagujúcimi s temnou hmotou. Simulácie ukázali, že pozorované rýchlosti rozpadu obežných dráh zodpovedajú predpovediam modelu trenia. Pozorovaná rýchlosť orbitálneho rozpadu je asi 50-násobok teoretického odhadu, čo je asi 0,02 milisekúnd orbitálneho rozpadu za rok pre dvojhviezdy bez tmavej hmoty.
„Toto je vôbec prvá štúdia, ktorá použila ‚dynamický model trenia‘ na potvrdenie a dokázanie existencie temnej hmoty okolo čiernych dier,“ hovorí Jang Man Ho (otvorí sa na novej karte), vedúci skupiny a docent katedry Prírodné vedy a environmentalistika prostredie vo vašom vyjadrení.
Výsledky štúdie, publikované 30. januára v The Astrophysical Journal Letters, pomáhajú potvrdiť dlhodobú teóriu v kozmológii, že čierne diery dokážu absorbovať temnú hmotu, ktorá sa k nim dostatočne priblíži. To vedie k redistribúcii tmavej hmoty okolo čiernych dier, čím sa v ich bezprostrednej blízkosti vytvorí „hustotný hrot“, ktorý môže nenápadne ovplyvniť dráhy okolitých objektov.
Chan vysvetlil, že predchádzajúce pokusy o štúdium temnej hmoty okolo čiernych dier sa spoliehali na emisiu vysokoenergetického svetla vo forme gama lúčov alebo pulzácií vo vesmíre známych ako gravitačné vlny. Tieto emisie sú spôsobené kolíziou a splynutím čiernych dier, vzácnou udalosťou vo vesmíre, kvôli ktorej môžu astronómovia dlho čakať na dostatok údajov.
Tento výskum dáva vedcom nový spôsob, ako študovať temnú hmotu rozmiestnenú okolo čiernych dier, čo by im mohlo pomôcť byť aktívnejší pri hľadaní. Tím má v úmysle hľadať podobné dvojhviezdy čiernych dier na štúdium v budúcnosti.
"Tento výskum otvára dôležitý nový smer pre budúci výskum temnej hmoty," povedal Chan. "Len v jednej galaxii, Mliečnej dráhe, existuje najmenej 18 binárnych systémov podobných objektom v našej štúdii, ktoré môžu poskytnúť bohaté informácie, ktoré pomôžu odhaliť tajomstvo temnej hmoty."
Prečítajte si tiež: