Hvað veist þú um hulduefni? Samkvæmt nýrri rannsókn gæti hulduefni - dularfullt efni sem hefur þyngdarkraft en gefur ekki frá sér geislun - í raun samanstandið af miklum þyrpingum af fornum svarthol, mynduð í upphafi alheimsins.
Þessi niðurstaða byggir á greiningu á þyngdarbylgjum af völdum tveggja fjarlægra árekstra milli svarthola og nifteindastjarna.
Bylgjurnar, merktar GW190425 og GW190814, fundust árið 2019 af Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) í Washington og Louisiana og Virgo Interferometer nálægt Písa á Ítalíu. Fyrri greining hefur sýnt að þær urðu vegna árekstra milli svarthola sem eru 1,7 til 2,6 sinnum massameiri en sólin okkar og mögulega mun minni nifteindastjörnu eða miklu stærra svarthols. En það myndi gera eitt af þeim hlutum sem stjarneðlisfræðingar kalla sólmassa svarthol, sem virðist vera um massa sólarinnar. Sólmassasvarthol eru nokkuð dularfull vegna þess að ekki er búist við þeim frá hefðbundinni stjarneðlisfræði, þar sem stjörnusprengingar eða sprengistjörnur breyta stærri stjörnum í svarthol.
Einnig áhugavert:
- Skautað ljós afhjúpar leyndarmál segulsviðs svarthols
- Stjörnufræðingar hafa uppgötvað risastórt svarthol á hreyfingu
Þessi sólmassasvarthol geta verið „frumsvarthol“ sem urðu til í Miklahvell. Eða þær gætu hafa myndast síðar, þegar nifteindastjörnum var breytt í svarthol, annað hvort eftir að frumsvartholin voru frásoguð eða eftir að ákveðnar meintar tegundir hulduefnis voru frásogaðar.
Upphafleg svarthol
Frumsvartholin, ef þau eru til, urðu líklega til í miklu magni á fyrstu sekúndu Miklahvells fyrir um 13,77 milljörðum ára. Þeir yrðu af öllum stærðum - þeir minnstu væru smásæir og þeir stærstu væru tugþúsundfaldir en sólin okkar.
Rannsakendur vildu kanna hvort þeir gætu greint muninn á frumsvartholum og svartholum sem mynduðust úr nifteindastjörnum, flöktandi leifar sprengistjarna sem skildu eftir sig eftir að móðurstjörnur þeirra sprungu eftir að hafa notað allt vetnið í kjarnasamrunahvörfum.
Stjörnueðlisfræðingar áætla að stjörnur með um það bil fimmfaldan massa sólarinnar falli saman og skilji eftir sig nifteindastjörnu úr ofþéttu efni, þar sem um það bil massi sólarinnar okkar er pakkað inn í kúlu á stærð við borg.
Samkvæmt þessarar kenningu, sterkur þyngdarkraftur sumra nifteindastjarna myndi stöðugt draga að sér hulduefnisagnir. Nýja rannsóknin bendir til þess að á endanum verði þyngdarafl þeirra svo mikið að nifteindastjarnan og hulduefnið hrynji saman í svarthol.
Annar valkostur sem rannsóknin lagði til er að nifteindastjarnan hefði getað laðast að og sameinast litlu frumsvartholi, sem síðan settist að í miðju nifteindastjörnunnar og nærðist á nærliggjandi efni þar til aðeins svartholið var eftir.
Þyngdarbylgjur
Vísindamennirnir töldu að svarthol sem ummynduðust frá nifteindastjörnum myndu fylgja sömu massadreifingu nifteindastjarnanna sem þær eru upprunnar úr, sem fer eftir stærð móðurstjarna þeirra. Með það í huga skoðuðu þeir gögn úr 50 eða svo þyngdarbylgjum sem gerðar hafa verið til þessa og komust að því að aðeins tvö - GW190425 og GW190814 - tengdust hlutum með réttan massa til að vera frumsvarthol.
Rannsóknin er ekki afgerandi: enn er mögulegt að árekstrarnir tveir hafi átt þátt í nifteindastjörnum með greinanlegan massa eða svarthol sem umbreytast frá nifteindastjörnum af þessari stærð. En höfundarnir skrifa að massadreifing nifteindastjarna, sem væntanlega eru til í alheiminum, geri þetta ólíklegt.
Lestu líka:
- Leiðangur til Úranusar og Neptúnusar getur orðið skynjari þyngdarbylgna
- Þyngdarlinsur gera kleift að búa til Galactic Internet