Materia invizibilă care încetinește stele ar putea înconjura găurile negre

Pentru prima dată, cercetătorii ar fi descoperit dovezi indirecte că materia invizibilă care încetinește stele înconjoară găurile negre. Descoperirea, dacă va fi confirmată, ar putea reprezenta un progres major în cercetarea materiei întunecate.

Materia întunecată reprezintă aproximativ 85% din toată materia din univers, dar este aproape complet invizibilă pentru astronomi. Acest lucru este cauzat de faptul că, spre deosebire de materia care cuprinde stele, planete și orice altceva din jurul nostru, materia întunecată nu interacționează cu lumina și nu poate fi văzută.

• Telescopul Webb a găsit o populație neobișnuit de mare de asteroizi între Jupiter și Marte
• Un nou studiu dezvăluie cum au jucat cometele un rol „major” în apariția vieții pe Pământ

Din fericire, materia întunecată interacționează gravitațional, permițându-le cercetătorilor să deducă prezența acesteia analizând efectele gravitaționale asupra reprezentanților materiei obișnuite. În noua cercetare, o echipă de oameni de știință de la Universitatea de Educație din Hong Kong (EdUHK) a folosit ca reprezentanți stele care orbitează în jurul găurilor negre din sistemele binare.

Materia invizibilă care încetinește stele, atrasă de găurile negre

Echipa a urmărit cum orbitele a două stele s-au degradat sau au încetinit ușor, cu aproximativ 1 milisecundă pe an, în timp ce se deplasau în jurul găurilor lor negre, desemnate A0620–00 și XTE J1118+480. Echipa a ajuns la concluzia că în jurul găurilor negre se afla materia invizibilă care încetinește stele, care a generat o frecare semnificativă și o rezistență asupra stelelor în timp ce acestea se învârteau în jurul partenerilor lor de masă mare.

Folosind simulări computerizate ale sistemelor de găuri negre, echipa a aplicat un model larg răspândit în cosmologie numit modelul de frecare dinamică a materiei întunecate, care prezice o pierdere specifică de impuls asupra obiectelor care interacționează gravitațional cu materia întunecată.

Simulările au arătat că ratele de dezintegrare orbitală observate se potriveau cu predicțiile modelului de frecare. Rata de dezintegrare orbitală observată este de aproximativ 50 de ori mai mare decât estimarea teoretică de aproximativ 0,02 milisecunde de dezintegrare orbitală pe an pentru sistemele binare lipsite de materie întunecată, scrie Live Science.

„Acesta este primul studiu care aplică ‘modelul de frecare dinamică’ într-un efort de a valida și dovedi existența materiei întunecate din jurul găurilor negre”, a spus Chan Man Ho, liderul echipei și profesor în cadrul Departamentului de Știință și Studii de Mediu de la EdUHK.

Confirmarea unei vechi teorii din cosmologie

Rezultatele echipei, publicate în The Astrophysical Journal Letters, ajută la confirmarea unei teorii de lungă durată în cosmologie conform căreia găurile negre pot înghiți materia întunecată care se apropie suficient de mult de ele. Acest lucru duce la redistribuirea materiei întunecate în jurul găurilor negre, ducând la o creștere a densității în imediata apropiere a acestora, care poate influența subtil orbita obiectelor din jur.

Chan a explicat că încercările anterioare de a studia materia invizibilă care încetinește stele din jurul găurilor negre s-au bazat pe emisia de lumină de înaltă energie sub formă de raze gamma sau ondulații în spațiu cunoscute sub numele de unde gravitaționale. Aceste emisii rezultă din ciocnirea și fuziunea rezultată a găurilor negre, un eveniment rar în Univers care îi poate face pe astronomi să aștepte mult timp pentru a avea date suficiente.

Există 18 sisteme binare de studiat în galaxia noastră

Această cercetare le oferă oamenilor de știință o nouă modalitate de a studia materia întunecată distribuită în jurul găurilor negre, ceea ce îi poate ajuta să fie mai proactivi în căutarea lor. Echipa EdUHK intenționează să vâneze sisteme binare de găuri negre similare pentru a le studia în viitor.

„Studiul oferă o nouă direcție importantă pentru viitoarea cercetare a materiei întunecate. Numai în Calea Lactee, există cel puțin 18 sisteme binare asemănătoare subiecților noștri de cercetare, care pot oferi informații bogate pentru a ajuta la dezlegarea misterului materiei întunecate”, a spus Chan.

Vă recomandăm să citiți și:

Astronomii au găsit zone misterioase care ar putea fi „sanctuare” pentru viața extraterestră

Universul timpuriu era plin de stele de 10.000 de ori mai mari decât Soarele

O nouă descoperire sugerează că am putea găsi apă pe Marte

Astronomii ar putea prezice coliziunile stelare înainte de a se produce