Νέα μελέτη δείχνει ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες μπορεί να σχηματιστούν από σκοτεινή ύλη

Η εντύπωση του καλλιτέχνη για έναν σπειροειδή γαλαξία ενσωματωμένο σε μια μεγαλύτερη κατανομή της αόρατης σκοτεινής ύλης, γνωστή ως φωτοστέφανο της σκοτεινής ύλης (έγχρωμο μπλε). Μελέτες που διερευνούν το σχηματισμό φωτοστέφανων σκοτεινής ύλης έχουν δείξει ότι κάθε φωτοστέφανο θα μπορούσε να φιλοξενήσει έναν πολύ πυκνό πυρήνα σκοτεινής ύλης, ο οποίος θα μπορούσε δυνητικά να μιμηθεί τα αποτελέσματα μιας κεντρικής μαύρης τρύπας ή πιθανώς να καταρρεύσει για να σχηματιστεί μία. Credit ESO / L. Calçada, CC BY 4.0

Μια νέα θεωρητική μελέτη πρότεινε έναν νέο μηχανισμό για τη δημιουργία υπερμεγέθων μαύρων οπών από σκοτεινή ύλη. Η διεθνής ομάδα διαπίστωσε ότι αντί των συμβατικών σεναρίων σχηματισμού που περιλαμβάνουν «κανονική» ύλη, οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες θα μπορούσαν αντ ‘αυτού να σχηματιστούν απευθείας από τη σκοτεινή ύλη σε περιοχές υψηλής πυκνότητας στο κέντρο των γαλαξιών. Το αποτέλεσμα έχει βασικές επιπτώσεις για την πρώιμη κοσμολογία στο Σύμπαν και δημοσιεύεται στο Μηνιαίες ειδοποιήσεις από τη Βασιλική Αστρονομική Εταιρεία.


Ακριβώς πώς υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες αρχικά σχηματίστηκε είναι ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα στη μελέτη της εξέλιξης των γαλαξιών σήμερα. Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες έχουν παρατηρηθεί ήδη 800 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang και το πώς θα μπορούσαν να αναπτυχθούν τόσο γρήγορα παραμένει ανεξήγητο.

Τα τυπικά μοντέλα σχηματισμού περιλαμβάνουν κανονική βαρυονική ύλη – τα άτομα και τα στοιχεία που απαρτίζουν τα αστέρια, τους πλανήτες και όλα τα ορατά αντικείμενα – καταρρέουν κάτω από τη βαρύτητα για να σχηματίσουν μαύρες τρύπες, οι οποίες στη συνέχεια μεγαλώνουν με το χρόνο. Ωστόσο, το νέο έργο διερευνά την πιθανή ύπαρξη σταθερών γαλαξιακών πυρήνων που αποτελούνται από μαύρη ύληκαι περιβάλλεται από αραιωμένο σκοτεινή ύλη φωτοστέφανο, διαπιστώνοντας ότι τα κέντρα αυτών των δομών θα μπορούσαν να συγκεντρωθούν τόσο πολύ που θα μπορούσαν επίσης να καταρρεύσουν σε υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες μόλις επιτευχθεί ένα κρίσιμο όριο.

Σύμφωνα με το μοντέλο, αυτό θα μπορούσε να είχε συμβεί πολύ γρηγορότερα από τους άλλους προτεινόμενους μηχανισμούς σχηματισμού και θα επέτρεπε να δημιουργηθούν υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στο πρώιμο Σύμπαν πριν γαλαξίες κατοικούν, σε αντίθεση με την τρέχουσα κατανόηση.

Ο Carlos R. Argüelles, ο ερευνητής στο Universidad Nacional de La Plata και ο ICRANet που ηγήθηκαν της έρευνας σχολιάζουν: “Αυτό το νέο σενάριο εκπαίδευσης μπορεί να προσφέρει μια φυσική εξήγηση για το πόσο υπερμεγέθη μαύρες τρύπες σχηματίστηκε στην αρχή του Σύμπαντος, χωρίς να απαιτείται προηγούμενος σχηματισμός αστεριού ή να κληθεί ο σπόρος μαύρες τρύπες με μη ρεαλιστικά ποσοστά αύξησης. “

Μια άλλη ενδιαφέρουσα συνέπεια του νέου μοντέλου είναι ότι η κρίσιμη μάζα για την κατάρρευση της μαύρης τρύπας ενδέχεται να μην επιτευχθεί για μικρότερα φωτοστέφανα σκοτεινής ύλης, για παράδειγμα εκείνα που περιβάλλουν μερικούς νάνους γαλαξίες. Οι συγγραφείς προτείνουν ότι αυτό θα μπορούσε να αφήσει μικρότερους γαλαξίες νάνων με έναν κεντρικό πυρήνα σκοτεινής ύλης παρά την αναμενόμενη μαύρη τρύπα. Ένας τέτοιος πυρήνας σκοτεινής ύλης θα μπορούσε ακόμα να μιμείται τις βαρυτικές υπογραφές μιας συμβατικής κεντρικής μαύρης τρύπας, ενώ το εξωτερικό φωτοστέφανο της σκοτεινής ύλης θα μπορούσε επίσης να εξηγήσει τις παρατηρούμενες καμπύλες περιστροφής του γαλαξία.

“Αυτό το μοντέλο δείχνει πώς τα φωτοστέφανα της σκοτεινής ύλης μπορούν να φιλοξενήσουν πυκνές συγκεντρώσεις στο κέντρο τους, οι οποίες μπορούν να διαδραματίσουν καθοριστικό ρόλο στην κατανόηση του σχηματισμού υπερμεγέθεις μαύρες τρύπεςΠροστέθηκε ο Argüelles.

«Εδώ αποδείξαμε για πρώτη φορά ότι τέτοιες κατανομές σκοτεινής ύλης πυρήνα-αλογόνου μπορούν πράγματι να σχηματιστούν σε κοσμολογικό περιβάλλον και να παραμείνουν σταθερές καθ ‘όλη τη διάρκεια ζωής του Σύμπαντος».

Οι συγγραφείς ελπίζουν ότι περαιτέρω μελέτες θα κατανοήσουν καλύτερα τον σχηματισμό υπερμεγέθων μαύρων τρυπών στις πρώτες μέρες του Σύμπαντός μας, καθώς και να καθορίσουν εάν τα κέντρα μη ενεργών γαλαξίες, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας Γαλαξία, μπορεί να φιλοξενήσει αυτά τα πυκνά μαύρη ύλη πυρήνες.


Οι επιστήμονες βρίσκουν ότι οι μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να αυξηθούν σε «απίστευτα μεγάλα» μεγέθη


Περισσότερες πληροφορίες:
Carlos R Argüelles et al., Σχετικά με το σχηματισμό και τη σταθερότητα φερμιονικών φωτοστέφανα σε ένα κοσμολογικό πλαίσιο, Μηνιαίες ειδοποιήσεις από τη Βασιλική Αστρονομική Εταιρεία (2020). DOI: 10.1093 / mnras / staa3986

Παραθέτω, αναφορά: Νέα μελέτη δείχνει ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να σχηματιστούν από τη σκοτεινή ύλη (2021, 24 Φεβρουαρίου) που ανακτήθηκε στις 24 Φεβρουαρίου 2021 από https://phys.org/news/2021-02-supermassive-black-holes -dark.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από την ορθή χρήση για ιδιωτικούς σκοπούς μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για πληροφορίες.

READ  Μονοπάτια μετεωρίτη πάνω από την Κούβα προκαλούν έκρηξη

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *