Secretul găurilor negre supermasive, ascuns în materia întunecată ultraușoară

Oamenii de știință au stabilit o teorie plauzibilă pentru a explica formarea găurilor negre supermasive.

Deși cercetătorii știu că în centrul majorității galaxiilor se află o gaură neagră supermasivă, ei nu pot explica cum s-au format acești giganți gravitaționali.

Astfel, fizicienii de la Laboratorul Național Brookhaven al Departamentului de Energie al SUA, au stabilit o teorie plauzibilă, o „tranziție de fază cosmologică” a materiei întunecate ultraușoare.

Conform modelului echipei, găurile negre supermasive s-ar fi putut forma pe măsură ce Universul se răcea din starea sa fierbinte și densă, înainte de formarea galaxiilor. „Atunci când temperatura Universului este cea potrivită, presiunea poate scădea brusc la un nivel foarte scăzut, permițând gravitației să preia controlul și materiei să se prăbușească”, a declarat Peter Denton, unul dintre fizicieni, într-un comunicat.

Cum au devenit găurile supermasive atât de mari?

Totuși, particulele cunoscute nu s-ar comporta bine, în aceste condiții, pentru a forma găuri negre supermasive. Astfel, cercetătorii au emis ipoteza că o formă de materie încă neobservată – materia întunecată ultralight, care ar fi de 28 de ori mai ușoară decât un proton din inima unui atom – ar putea fi cheia procesului.

„Frecvența interacțiunilor dintre particulele cunoscute sugerează că materia, așa cum o cunoaștem noi, nu s-ar fi prăbușit în găurile negre foarte eficient”, a declarat Denton. „Dar, dacă a existat un sector întunecat cu materie întunecată foarte ușoară, universul timpuriu ar fi putut avea exact condițiile potrivite pentru o formă foarte eficientă de colaps”.

Acest colaps al materiei întunecate ar fi o tranziție de fază asemănătoare cu transformarea apei fierbinți în abur, dar în sens invers, la scara Universului, și ar fi suficient de dramatic pentru a explica modul în care găurile negre supermasive au devenit atât de mari, atât de repede.

Găurile negre supermasive s-ar fi format foarte devreme în istoria Universului

Majoritatea găurilor negre se formează atunci când o stea se prăbușește, apoi adună masă în timp, fie prin colectarea materiei care cade în gaura neagră, fie prin coliziunea cu alte găuri negre, potrivit LiveScience.

Dar găurile negre supermasive, care au o masă de milioane sau miliarde de ori mai mare decât găurile negre obișnuite, sunt mult prea mari pentru a se forma prin aceste mijloace, deoarece oamenii de știință cred că ele s-au format foarte devreme în istoria Universului nostru, ceea ce nu le-ar fi dat suficient timp pentru a dobândi atât de multă masă. Astfel, modelul echipei de la Brookhaven privind o prăbușire a materiei întunecate ultraușoare oferă o explicație plauzibilă.

Lucrarea acestora a fost publicată în Physical Review Letters.

Vă recomandăm să mai citiți și:

O gaură neagră supermasivă a creat bule uriașe în jurul galaxiei noastre

Cum alimentează câmpurile magnetice o gaură neagră supermasivă?

O gaură neagră bizară ar putea schimba modul în care înțelegem cum se formează acestea

„Gaura neagră” cea mai apropiată de Pământ nu este ceea ce ne-am așteptat să fie