Po raz pierwszy naukowcy mogli wykryć pośrednie dowody na istnienie dużych ilości niewidocznej ciemnej materii otaczającej czarne dziury. To odkrycie, jeśli zostanie potwierdzone, może stanowić wielki przełom w badaniach nad ciemną materią.
Ciemna materia Stanowi około 85% całej materii we wszechświecie, ale jest prawie całkowicie niewidoczny dla astronomów. Dzieje się tak dlatego, że w przeciwieństwie do materii, z której składają się gwiazdy, planety i wszystko inne wokół nas, ciemna materia nie wchodzi w interakcję ze światłem i nie można jej zobaczyć.
Na szczęście ciemna materia oddziałuje powaga , umożliwiając naukowcom wnioskowanie o istnieniu ciemnej materii, patrząc na wpływ jej grawitacji na „zastępstwa” zwykłej materii. W nowych badaniach zespół naukowców z Education University of Hong Kong (EdUHK) wykorzystał gwiazdy krążące wokół czarnych dziur w układach podwójnych jako takie zastępcze.
Powiązany: Jaka jest największa czarna dziura we wszechświecie?
Zespół obserwował, jak orbity dwóch gwiazd zanikają lub nieznacznie zwalniają o około 1 milisekundę na rok, gdy poruszają się one wokół towarzyszących im czarnych dziur, oznaczonych jako A0620–00 i XTE J1118 + 480. Zespół doszedł do wniosku, że spowolnienie było wynikiem ciemnej materii otaczającej czarne dziury, generującej znaczne tarcie, i przyciągają gwiazdy, gdy obracają się wokół swoich partnerów o dużej masie.
Korzystając z komputerowych symulacji systemów czarnych dziur, zespół zastosował szeroko rozpowszechniony w kosmologii model zwany dynamicznym modelem tarcia ciemnej materii, który przewiduje określoną utratę pędu obiektów oddziałujących grawitacyjnie z ciemną materią. Symulacje wykazały, że zaobserwowane szybkości rozpadu orbity odpowiadają przewidywaniom modelu tarcia. Obserwowane tempo rozpadu orbity jest około 50 razy większe niż teoretyczne oszacowanie około 0,02 milisekundy rozpadu orbity rocznie dla układów podwójnych pozbawionych ciemnej materii.
„To pierwsze tego rodzaju badanie, w którym zastosowano„ model tarcia dynamicznego ”w celu potwierdzenia i udowodnienia istnienia ciemnej materii otaczającej czarne dziury” Chan Man Ho (Otwiera się w nowej karcie) powiedział kierownik zespołu i profesor nadzwyczajny w Katedrze Nauk i Studiów o Środowisku EdUHK, w rozmowie z prof oświadczenie (Otwiera się w nowej karcie) .
Wyniki zespołu zostały opublikowane 30 stycznia w Listy z dziennika astrofizycznego (Otwiera się w nowej karcie) I Pomagają potwierdzić długo utrzymywaną teorię w kosmologii, że czarne dziury mogą połykać ciemną materię, która się do nich zbliży. Powoduje to redystrybucję ciemnej materii wokół czarnych dziur, tworząc „skok gęstości” w ich bezpośrednim sąsiedztwie, który może subtelnie wpływać na orbitę otaczających obiektów.
Chan wyjaśnił, że poprzednie próby badania ciemnej materii wokół czarnych dziur opierały się na emisji wysokoenergetycznego światła w postaci promienie gamma Zmarszczki w przestrzeni są znane jako fale grawitacyjne. Emisje te są spowodowane kolizjami i łączeniami czarnych dziur – rzadkim zjawiskiem we wszechświecie, które może sprawić, że astronomowie długo będą czekać na wystarczającą ilość danych.
Badania te dają naukowcom nowy sposób badania ciemnej materii rozproszonej wokół czarnych dziur, co może pomóc im w większej aktywności w poszukiwaniach. Zespół EdUHK zamierza szukać podobnych układów podwójnych czarnych dziur do przyszłych badań.
„Badanie wyznacza ważny nowy kierunek badań nad ciemną materią w przyszłości” – powiedział Chan. „W droga Mleczna Samotnie istnieje co najmniej 18 układów podwójnych podobnych do naszych obiektów badawczych, które mogą dostarczyć bogatych informacji, które pomogą rozwikłać tajemnicę ciemnej materii. „
