Dla wszystkich fanów ciemnej materii i ciemnej energii, teraz jest kolejna nowa „ciemność” do dodania do listy. Astronomowie z University College of London (UCL) sugerują, że do ciemnego przełyku dochodziło, gdy zachodziło oddziaływanie grawitacyjne między niewidzialnym halo ciemnej materii w gromadzie galaktyk a gazem osadzonym w halo ciemnej materii. Stało się tak, gdy Wszechświat miał mniej niż miliard lat. Odkryli, że interakcje powodują, że ciemna materia tworzy zwartą masę centralną, która może być niestabilna grawitacyjnie i zapadać się. Szybki, dynamiczny upadek to mroczny przełyk.
Dr Curtis Saxton i profesor Kinwah Wu z Mullard Space Science Laboratory UCL opracowali model do badania tego procesu. Mówią, że ciemne przełykanie nastąpiłoby bardzo szybko, bez emitowania śladu promieniowania elektromagnetycznego.
Istnieje kilka teorii na temat tego, jak powstają supermasywne czarne dziury. Jedną z możliwości jest załamanie pojedynczej dużej chmury gazu. Innym jest fakt, że czarna dziura utworzona przez zapadnięcie się gigantycznej gwiazdy połyka ogromne ilości materii. Jeszcze inną możliwością jest połączenie skupiska małych czarnych dziur. Jednak wszystkie te opcje trwają wiele milionów lat i są sprzeczne z ostatnimi obserwacjami, które sugerują, że czarne dziury były obecne, gdy Wszechświat miał mniej niż miliard lat. Ciemne przełykanie może stanowić rozwiązanie problemu ominięcia powolnej akrecji gazu, umożliwiając szybkie pojawienie się gigantycznych czarnych dziur. Dotknięta ciemna masa w zwartym jądrze jest dziś zgodna ze skalą supermasywnych czarnych dziur w galaktykach.
Ciemna materia zdaje się grawitacyjnie dominować nad dynamiką galaktyk i gromad galaktyk. Jednak nadal istnieje wiele domysłów na temat pochodzenia, właściwości i rozmieszczenia ciemnych cząstek. Chociaż wydaje się, że ciemna materia nie wchodzi w interakcje ze światłem, oddziałuje ona ze zwykłą materią poprzez grawitację. „Wcześniejsze badania ignorowały interakcję między gazem a ciemną materią”, powiedział Saxton, „ale poprzez włączenie go do naszego modelu uzyskaliśmy znacznie bardziej realistyczny obraz, który lepiej pasuje do obserwacji, a także mógł uzyskać wgląd w obecność wczesnych supermasywnych czarnych dziur. ”?
Zgodnie z modelem rozwój zwartej masy w rdzeniu jest nieunikniony. Chłodzenie gazu powoduje jego łagodny przepływ w kierunku środka. Gaz może osiągać do 10 milionów stopni na obrzeżach halo o średnicy kilku milionów lat świetlnych, z chłodniejszą strefą w kierunku rdzenia, otaczającą cieplejsze wnętrze o średnicy kilku tysięcy lat świetlnych. Gaz nie ochładza się w nieskończoność, ale osiąga minimalną temperaturę, która dobrze pasuje do obserwacji rentgenowskich gromad galaktyk.
Model bada także, o ile wymiarów poruszają się ciemne cząstki, ponieważ określają one szybkość, z jaką ciemna halo rozszerza się, pochłania i emituje ciepło, a ostatecznie wpływa na rozkład ciemnej masy układu.
„W kontekście naszego modelu obserwowane rozmiary jąder asteroidów gromady galaktyk i obserwowany zakres mas gigantycznych czarnych dziur sugerują, że cząstki ciemnej materii mają od siedmiu do dziesięciu stopni swobody”, powiedział Saxton. ? ”Przy więcej niż sześciu, wewnętrzny obszar ciemnej materii zbliża się do progu niestabilności grawitacyjnej, otwierając możliwość wystąpienia ciemnego przełyku.
Odkrycia zostały opublikowane w miesięcznych zawiadomieniach Royal Astronomical Society.
Źródło: RAS
