Po prvi put, znanstvenici su možda otkrili neizravni dokaz da velika količina nevidljive tamne tvari okružuje Crne rupe. Otkriće, ako se potvrdi, moglo bi biti veliki napredak u proučavanju tamne tvari.
Tamna tvar čini oko 85% sve materije u svemiru, ali je astronomima gotovo potpuno nevidljiva. To je zato što, za razliku od materije koja čini zvijezde, planete i sve oko nas, tamna tvar ne stupa u interakciju sa svjetlom i ne može se vidjeti.
Srećom, tamna tvar djeluje gravitacijski, što omogućuje istraživačima da zaključe o prisutnosti tamne tvari gledajući njezin gravitacijski učinak na "zamjenu" obične materije. U novoj studiji tim znanstvenika s Obrazovnog sveučilišta u Hong Kongu koristio je zvijezde koje kruže oko crnih rupa u binarnim sustavima kao takve "proksije".
Tim je promatrao kako se orbite dviju zvijezda usporavaju, ili blago usporavaju, za oko 1 milisekundu godišnje dok se kreću oko svojih pratećih crnih rupa, označenih kao A0620-00 i XTE J1118+480. Tim je zaključio da je usporavanje rezultat tamne tvari koja guta crne rupe i stvara značajno trenje i gravitaciju za zvijezde dok kruže oko svojih masivnijih partnera.
Koristeći računalne simulacije sustava crnih rupa, tim je primijenio model dinamičkog trenja tamne tvari, široko korišten u kozmologiji, koji pretpostavlja određeni gubitak momenta od strane objekata u gravitacijskoj interakciji s tamnom tvari. Simulacije su pokazale da opažene stope opadanja orbita odgovaraju predviđanjima modela trenja. Opažena stopa raspadanja orbite je oko 50 puta veća od teorijske procjene, što je oko 0,02 milisekunde raspadanja orbite godišnje za binarne sisteme bez tamne tvari.
"Ovo je prva studija ikada koja koristi 'model dinamičkog trenja' da potvrdi i dokaže postojanje tamne tvari oko crnih rupa", kaže Jang Man Ho (otvara se u novoj kartici), voditelj grupe i izvanredni profesor Odsjeka za Okruženje prirodnih znanosti i studija okoliša u vašoj prijavi.
Rezultati studije, objavljeni 30. siječnja u The Astrophysical Journal Letters, pomažu potvrditi dugogodišnju teoriju u kozmologiji da crne rupe mogu apsorbirati tamnu tvar koja im se dovoljno približi. To dovodi do preraspodjele tamne tvari oko crnih rupa, stvarajući "šiljak gustoće" u njihovoj neposrednoj blizini, što može suptilno utjecati na orbite okolnih objekata.
Chan je objasnio da su se prijašnji pokušaji proučavanja tamne tvari oko crnih rupa oslanjali na emisiju visokoenergetske svjetlosti u obliku gama zraka ili pulsiranja u prostoru poznatih kao gravitacijski valovi. Ove emisije uzrokovane su sudarom i spajanjem crnih rupa, rijetkim događajem u svemiru zbog kojeg astronomi mogu dugo čekati na dovoljno podataka.
Ovo istraživanje daje znanstvenicima novi način proučavanja tamne tvari raspoređene oko crnih rupa, što bi im moglo pomoći da budu aktivniji u potrazi. Tim namjerava potražiti slične binarne crne rupe za proučavanje u budućnosti.
"Ovo istraživanje otvara važan novi smjer za buduća istraživanja tamne tvari", rekao je Chan. "U samo jednoj galaksiji, Mliječnoj stazi, postoji najmanje 18 binarnih sustava sličnih objektima u našoj studiji, koji mogu pružiti bogate informacije koje će pomoći razotkriti misterij tamne tvari."
Pročitajte također: