По први пут, научници су можда открили индиректне доказе да велика количина невидљиве тамне материје окружује Црне рупе. Откриће, ако се потврди, могло би бити велики напредак у проучавању тамне материје.
Тамна материја чини око 85% све материје у универзуму, али је астрономима скоро потпуно невидљива. То је зато што, за разлику од материје која чини звезде, планете и све око нас, тамна материја не ступа у интеракцију са светлошћу и не може се видети.
На срећу, тамна материја реагује гравитационо, што омогућава истраживачима да закључе о присуству тамне материје посматрајући њен гравитациони ефекат на „прокси“ обичне материје. У новој студији, тим научника са Образовног универзитета у Хонг Конгу користио је звезде које круже око црних рупа у бинарним системима као такве „проксије“.
Тим је посматрао како се орбите две звезде успоравају или благо успоравају за око 1 милисекунду годишње док се крећу око својих сапутних црних рупа, означених као А0620-00 и КСТЕ Ј1118+480. Тим је закључио да је успоравање резултат тога што је тамна материја прогутала црне рупе и створила значајно трење и гравитацију за звезде док су кружиле око својих масивнијих партнера.
Користећи компјутерске симулације система црних рупа, тим је применио динамички модел трења тамне материје, који се широко користи у космологији, који претпоставља одређени губитак замаха од стране објеката који гравитационо делују са тамном материјом. Симулације су показале да посматране стопе распада орбита одговарају предвиђањима модела трења. Уочена стопа орбиталног распада је око 50 пута већа од теоријске процене, што је око 0,02 милисекунди орбиталног распада годишње за бинарне ћелије лишене тамне материје.
"Ово је прва студија која је икада користила 'модел динамичког трења' да потврди и докаже постојање тамне материје око црних рупа", каже Јанг Ман Хо (отвара се у новој картици), вођа групе и ванредни професор Одсека за Природне науке и студије животне средине у вашој апликацији.
Резултати студије, објављени 30. јануара у Тхе Астропхисицал Јоурнал Леттерс, помажу да се потврди дугогодишња теорија у космологији да црне рупе могу да апсорбују тамну материју која им се довољно приближи. Ово доводи до прерасподеле тамне материје око црних рупа, стварајући "шиљак густине" у њиховој непосредној близини, што може суптилно утицати на орбите околних објеката.
Чен је објаснио да су се претходни покушаји проучавања тамне материје око црних рупа ослањали на емисију светлости високе енергије у облику гама зрака, или пулсирања у свемиру познате као гравитациони таласи. Ове емисије су узроковане сударом и спајањем црних рупа, ретким догађајем у универзуму који може натерати астрономе да дуго чекају на довољно података.
Ово истраживање даје научницима нови начин проучавања тамне материје распоређене око црних рупа, што би им могло помоћи да буду активнији у потрази. Тим намерава да потражи сличне бинарне црне рупе за проучавање у будућности.
„Ово истраживање отвара важан нови правац за будућа истраживања тамне материје“, рекао је Чен. „У само једној галаксији, Млечном путу, постоји најмање 18 бинарних система сличних објектима у нашој студији, који могу пружити богате информације које ће помоћи да се разоткрије мистерија тамне материје.
Прочитајте такође: