Ciemna materia pozostaje w dużej mierze tajemnicza, ale astrofizycy wciąż próbują odkryć tę tajemnicę. Ubiegłoroczne odkrycie fal grawitacyjnych przez laserowe interferometryczne obserwatorium fal grawitacyjnych (LIGO) mogło otworzyć nowe okno na tajemnicę ciemnej materii. Wpisz tak zwane „pierwotne czarne dziury”.
Teoretycy przewidzieli istnienie cząstek zwanych słabo oddziaływującymi masywnymi cząsteczkami (WIMPS). Te WIMP mogą być tym, z czego zbudowana jest ciemna materia. Ale problem polega na tym, że nie ma eksperymentalnych dowodów na poparcie tego. Tajemnica ciemnej materii jest nadal otwartą teczką akt.
Kiedy LIGO wykrył fale grawitacyjne w zeszłym roku, ponownie zainteresował się inną teorią próbującą wyjaśnić ciemną materię. Ta teoria mówi, że ciemna materia może faktycznie mieć postać Pierwotnych Czarnych Dziur (PBH), a nie wspomnianego wcześniej WIMPS.
Pierwotne czarne dziury różnią się od czarnych dziur, o których prawdopodobnie myślisz. Są one nazywane gwiazdowymi czarnymi dziurami i powstają, gdy wystarczająco duża gwiazda zapada się pod koniec swojego życia. Rozmiar tych gwiezdnych czarnych dziur jest ograniczony rozmiarem i ewolucją gwiazd, z których one powstają.
W przeciwieństwie do gwiezdnych czarnych dziur, pierwotne czarne dziury powstały w wyniku fluktuacji materii o dużej gęstości w pierwszych momentach Wszechświata. Mogą być znacznie większe lub mniejsze niż gwiezdne czarne dziury. PBH mogą być tak małe jak asteroidy lub nawet 30 mas Słońca, a nawet większe. Mogą być również liczniejsze, ponieważ nie wymagają formowania dużej gwiazdy masowej.
Gdy dwa z tych PBH większych niż około 30 mas Słońca połączą się ze sobą, wytworzą fale grawitacyjne wykrywane przez LIGO. Teoria mówi, że te pierwotne czarne dziury można znaleźć w aureolach galaktyk.
Jeśli w galaktycznych halo jest wystarczająca ilość PBH o pośredniej wielkości, miałyby one wpływ na światło z odległych kwazarów, gdy przechodzi ono przez halo. Ten efekt nazywa się „mikrosoczewkowaniem”. Mikrosoczewkowanie skoncentrowałoby światło i sprawiłoby, że kwazary wydają się jaśniejsze.
Efekt tego mikrosoczewkowania byłby silniejszy, im większa masa PBH lub tym więcej PBH znajduje się w halo galaktycznym. Oczywiście nie widzimy samych czarnych dziur, ale widzimy zwiększoną jasność kwazarów.
Pracując z tym założeniem, zespół astronomów z Instituto de Astrofísica de Canarias zbadał efekt mikrosoczewkowania na kwazary, aby oszacować liczbę pierwotnych czarnych dziur o masie pośredniej w galaktykach.
„Czarne dziury, których scalenie wykrył LIGO, prawdopodobnie powstały w wyniku zapadnięcia się gwiazd i nie były pierwotnymi czarnymi dziurami”. -Evencio Mediavilla
W badaniu przyjrzano się 24 kwazarom poddanym soczewkowaniu grawitacyjnemu, a wyniki pokazują, że to normalne gwiazdy, takie jak nasze Słońce, powodują efekt mikrosoczewkowania na odległych kwazarach. To wyklucza istnienie dużej populacji PBH w halo galaktycznym. „Badanie to sugeruje„ mówi Evencio Mediavilla, „że wcale nie jest prawdopodobne, że czarne dziury o masach od 10 do 100 razy większej niż masa Słońca stanowią znaczną część ciemnej materii”. Z tego powodu czarne dziury, których scalenie wykrył LIGO, prawdopodobnie powstały w wyniku zapadnięcia się gwiazd i nie były pierwotnymi czarnymi dziurami ”.
W zależności od twojej perspektywy, to albo odpowiada na niektóre z naszych pytań na temat ciemnej materii, albo tylko pogłębia tajemnicę.
Być może będziemy musieli długo czekać, zanim dokładnie poznamy, czym jest ciemna materia. Ale nowe teleskopy budowane na całym świecie, takie jak Europejski Niezwykle Duży Teleskop, Gigantyczny Teleskop Magellana i Duży Synoptyczny Przegląd Teleskopu, obiecują pogłębienie naszego zrozumienia tego, jak zachowuje się ciemna materia i jak kształtuje Wszechświat.
To tylko kwestia czasu, zanim tajemnica ciemnej materii zostanie rozwiązana.
