Нови доказателства за съществуването на тъмна материя около черни дупки

Ваня Милева Последна промяна на 23 март 2023 в 00:01 18298 0

Черна дупка и придружаваща звезда (импресия на художник).

Кредит NASA/ESA/HUBBLE/M. Kornmesser

Черна дупка и придружаваща звезда (импресия на художник).

Тъмната материя не излъчва и не отразява светлина, нито взаимодейства с електромагнитните сили, което я прави изключително трудна за откриване. 

Но изследователски екип от Университета в Хонконг (EdUHK - The Education University of Hong Kong) доказва косвено, че около черните дупки има значително количество тъмна материя.

Резултатите от изследването са публикувани в списание The Astrophysical Journal Letters.

Много от настоящите изследвания търсят доказателства за съществуването на тъмната материя или методи, които биха позволили откриването ѝ. И всичко, с което учените могат да разполагат, е знанието, че хипотетичните частици тъмна материя взаимодействат помежду си и с други частици само гравитационно и че тази невидима материя е около пет пъти повече от материята, която наблюдаваме.

Въпреки това днес съществуват десетки теоретични и наблюдателни доказателства за съществуването на тъмната материя. Макар че всички те са косвени, всяко доказателство позволява да се научи малко повече за свойствата и разпространението на тъмната материя, както и да се доближим до разбирането на нейната природа и откриването на съставящите я частици.

Поредното доказателство за тъмната материя е предложено от двама астрофизици от Университета в Хонконг.

Кредит: Education University of Hong Kong (EdUHK)

Учените са избрали за обект на изследване две близки рентгенови двойни системи, състоящи се от черна дупка със звездна маса и звезда-спътник - A0620-00 и XTE J1118+480. Системите, разположени на три и шест хиляди светлинни години от Слънцето, са активни и излъчват в рентгеновия диапазон, тъй като материята на звездата-спътник пада върху черната дупка.

Според наблюденията на астрономите, докато звездите спътници обикалят около своите черни дупки, те постепенно намаляват скоростта си с около една до две милисекунди годишно. Стандартната теоретична оценка обаче дава стойност, която е с два порядъка по-ниска, а именно 0,02 милисекунди на година. Отчитането на евентуално магнитно спиране или приливните сили обаче не дава желания резултат и също е в противоречие с данните от наблюденията.

В новото изследване авторите са решили да приложат модела на динамичното триене към тъмната материя, за да се опитат да обяснят това несъответствие между теорията и наблюденията и същевременно да разберат дали има скокове в плътността на тъмната материя в близост до черни дупки със звездна маса. Същността на модела се състои в това, че звезда, движеща се в плътна среда от частици тъмна материя, гравитационно ги привлича, създавайки повишена концентрация на частици зад себе си.

Това още по-плътно струпване на частици тъмна материя на свой ред ще упражни колективно гравитационно привличане върху звездата, забавяйки я. Ефектът на динамичното триене е предложен преди повече от 70 години от носителя на Нобелова награда за астрофизика Субраманиан Чандрасекар и, изненадващо за авторите на изследването, досега не е бил прилаган към подобни системи.

Но именно в разглеждания случай този ефект е дал най-близките наблюдавани стойности за скоростта на забавяне на звездата спътник. В бъдеще изследователите се надяват да приложат този модел и към други двойни системи, каквито само в нашата Галактика има не по-малко от 18 броя. Според авторите на работата изследването на такива системи може да предостави повече информация, която в бъдеще най-накрая ще може да разгадае тайната на тъмната материя.

Справка: Man Ho Chan et al, Indirect Evidence for Dark Matter Density Spikes around Stellar-mass Black Holes, The Astrophysical Journal Letters (2023). DOI: 10.3847/2041-8213/acaafa

Източник: 

Research team finds indirect evidence for existence of dark matter surrounding black holes
The Education University of Hong Kong

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 !