Przejdź do głównej zawartości

Czy ciemna materia jest wykonana z pierwotnych czarnych dziur?

Astronomowie badający ruchy galaktyk oraz charakter mikrofalowego kosmicznego promieniowania tła w ubiegłym wieku uświadomili sobie, że większość materii we Wszechświecie była niewidoczna. Około 84% materii w kosmosie to ciemna materia, z której większość znajduje się w galaktycznym halo. Została nazwana ciemną materią, ponieważ nie emituje światła, ale także dlatego, że jest tajemnicza: nie jest złożona z atomów czy innych zwykłych składników, takich jak elektrony i protony.


Tymczasem astronomowie zaobserwowali efekt czarnych dziur, a ostatnio wykryli nawet fale grawitacyjne pochodzące od pary łączących się czarnych dziur. Czarne dziury powstają zwykle w wyniku eksplozji martwej masywnej gwiazdy, procesu, który może trwać setki milionów lat, gdy gwiazda łączy się z otaczającym gazem, ewoluuje i ostatecznie umiera. Uważa się, że niektóre czarne dziury istniały już we wczesnym Wszechświecie, ale prawdopodobnie nie było zbyt wystarczająco czasu w tym okresie na normalny proces ich powstawania. Zaproponowano pewne alternatywne metody, takie jak bezpośredni kolaps pierwotnego gazu lub procesy związane z kosmiczną inflacją, gdzie wiele pierwotnych czarnych dziur mogło powstać.

Astronom z CfA – Qirong Zhu – poprowadził grupę czterech naukowców badających możliwość, że dzisiejsza ciemna materia składa się z pierwotnych czarnych dziur. Jeżeli halo galaktyczne wykonane jest czarnych dziur, powinno mieć inny rozkład gęstości niż halo wykonane z egzotycznych cząstek. Są jeszcze inne różnice – oczekuje się, że halo z czarnych dziur powstało wcześniej w ewolucji galaktyki, niż innego rodzaju halo. Naukowcy sugerują, że patrząc na gwiazdy w halo słabych galaktyk karłowatych można badać te efekty, ponieważ są one małe i słabe, przez co łatwiej można dostrzec niewielkie efekty. Zespół wykonał szereg symulacji komputerowych, aby sprawdzić, czy halo galaktyk karłowatych mogą ukazać obecność pierwotnych czarnych dziur, i odkryli, że mogą: interakcje między gwiazdami i pierwotnymi czarnymi dziurami halo powinny nieznacznie zmienić rozmiary rozkładu gwiazd. Naukowcy sugerują również, że takie czarne dziury musiałyby mieć masy od około dwóch do czternastu mas Słońca, dokładnie w oczekiwanym zakresie dla tych egzotycznych obiektów i porównywalne z wnioskami płynącymi z innych badań. Zespół podkreśla jednak, że wszystkie modele wciąż są nierozstrzygnięte, a natura ciemnej materii pozostaje nieuchwytna.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu. Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu. Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach. Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz. W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę.

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi. Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego. „Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy. Do odkrycia naukowc

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne. Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”. Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przeds