Не са намерени достатъчно микролещи на черни дупки, за да обясняват тъмната материя

Ваня Милева Последна промяна на 15 януари 2025 в 00:00 2476 0

Тази илюстрация показва как биха могли да изглеждат първичните черни дупки. Всъщност черните дупки ще се опитат да образуват акреционни дискове.

Кредит NASA’s Goddard Space Flight Center

Тази илюстрация показва как биха могли да изглеждат първичните черни дупки. Всъщност черните дупки ще се опитат да образуват акреционни дискове.

Ако в началото на времето са се образували черни дупки, тогава може да са достоен кандидат за обяснение на тъмната материя, но само ако има достатъчно от тях. Екип от изследователи наскоро търси събития с микролещи от черни дупки в Големия магеланов облак, но не намери достатъчно, за да обясни дори малка част от тъмната материя.

Класическата теория за образуването на черни дупки обяснява как те се образуват от останките на масивни звезди, които са достигнали края на живота си и са изчерпали горивото си. Когато звезда с маса, по-голяма от около 20 пъти по-голяма от тази на Слънцето, достигне края на живота си, тя претърпява експлозия на свръхнова, изхвърляйки повечето от външните си слоеве в космоса.

3D изобразяване на бързо въртящ се акреционен диск на черна дупка и произтичаща струя, задвижвана от черна дупка. Кредит: Ore Gottlieb et al. (2024)

Ядрото, което е останало, вече не се поддържа от натиска от ядрения синтез, така че се срутва под собствената си гравитация. Ако масата на ядрото е достатъчна, обикновено няколко пъти по-голяма от масата на Слънцето, то ще продължи да се свива в сингулярност - безкрайно плътна точка с изключително силно гравитационно привличане. Този процес създава черна дупка, характеризираща се с хоризонт на събитията, граница, отвъд която нищо, дори светлината, не може да избегне нейната гравитация.

Това е широко прието описание на образуването на черни дупки.

Но скорошен набор от наблюдения с помощта на детектори за гравитационни вълни идентифицира някои масивни черни дупки. В сравнение с тези, които могат да се видят в Млечния път, те почти не си приличат. Едно възможно обяснение предполага, че те може да са се образували от колебания в плътността по време на по-ранна част от историята на Вселената.

Наричат ги първични черни дупки и някои теории предполагат, че те могат да обяснят тъмната материя. Вероятно дори до 100% от тъмната материя, за да се отчетат наблюдаваните нива на сливане на черни дупки. Ако съществуват в ореола на тъмната материя на Млечния път, тогава те трябва да могат да се наблюдават чрез гравитационни микролещи.

Изображение от космическия телескоп Хъбъл на НАСА на галактически клъстер, който може да съдържа тъмна материя (област със сини нюанси). Кредит: NASA, ESA, MJ Jee и H. Ford and H. Ford et al. (Johns Hopkins Univ.)

Предишни проучвания не успяха да идентифицират такива събития, но екип от Варшавския университет смята, че наблюденията не са били достатъчно чувствителни. Статията, публикувана от Пшемек Мроз (Przemek Mroz) и колегите му, представя техните открития за събития с микролещи в дългосрочен мащаб (събития, които се случват за продължителни периоди от време от седмици, понякога дори години) в Големия магеланов облак в продължение на 20-те години работа на "Експеримента с оптични гравитационни лещи" OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment). Проучването започна през 1992 г. за откриване на събития с микролещи и наблюдение на променливи явления като променливи звезди и свръхнови. Той е базиран в обсерваторията Las Campanas в Чили и използва 1,3-метров телескоп за наблюдение на части от небето.

Големият магеланов облак. Кредит: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/SMASH/D. Nidever (Montana State University) Image processing: Travis Rector (University of Alaska Anchorage), Mahdi Zamani & Davide de Martin.

След като анализират 20-годишните данни, те не откриват такива събития, продължили по-дълго от една година. Идентифицирани са други събития с по-кратък период, но те са по-вероятно да се дължат на звездни събития, отколкото на свръхмасивни първични черни дупки.

Така изследователите установяват, че първични черни дупки с до 6,3 милиона слънчеви маси не могат да съставляват повече от 1% от тъмната материя. Тези в по-голямата категория до 860 милиона слънчеви маси не могат да съставляват повече от 10% тъмна материя. Безпогрешното заключение е, че първични черни дупки, въз основа на наблюденията в Големия магеланов облак, не могат да обяснят значителна част от тъмната материя.

Справка: No massive black holes in the Milky Way halo; P. Mroz, A. Udalski, M.K. Szymanski, I. Soszynski, L. Wyrzykowski, P. Pietrukowicz, S. Kozlowski, R. Poleski, J. Skowron, D. Skowron, K. Ulaczyk, M. Gromadzki, K. Rybicki, P. Iwanek, M. Wrona, M. Ratajczak; https://arxiv.org/abs/2403.02386 

Източник: LIGO Has Detected Unusual Black Holes Merging, But they Probably Don’t Explain Dark Matter, Mark Thompson, universe today

    Най-важното
    Всички новини
    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !