Naukowcy odkryli, że niezwykle masywne czarne dziury wydają się być nieobecne w rozproszonym zewnętrznym halo Drogi Mlecznej. To odkrycie może być złą wiadomością dla teorii sugerujących, że tajemnicza forma materii we wszechświecie, ciemna materia, składa się z pierwotnych czarnych dziur, które powstały w pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu.
Ciemna materia jest zagadkowa, ponieważ mimo że jest niewidzialna i nie oddziałuje ze światłem, stanowi około 86% materii w znanym wszechświecie. Oznacza to, że na każdy gram „zwykłej materii” tworzącej gwiazdy, planety, księżyce i ludzi, przypada ponad 6 gramów ciemnej materii. Naukowcy mogą wnioskować o istnieniu ciemnej materii dzięki jej oddziaływaniom grawitacyjnym i wpływowi na zwykłą materię oraz światło. Mimo to, pomimo wszechobecności ciemnej materii, naukowcy nie mają pojęcia, z czego może się ona składać.
Nowe wyniki badań pochodzą z analizy 20-letnich obserwacji przeprowadzonych przez zespół naukowców z Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) na Uniwersytecie Warszawskim. „Natura ciemnej materii pozostaje tajemnicą. Większość naukowców uważa, że składa się ona z nieznanych cząstek elementarnych” – powiedział Przemek Mróz, lider zespołu z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego. „Niestety, mimo dekad wysiłków, żaden eksperyment, w tym te przeprowadzone z użyciem Wielkiego Zderzacza Hadronów, nie znalazł nowych cząstek, które mogłyby odpowiadać za ciemną materię.”
Nowe odkrycia nie tylko podważają hipotezę czarnych dziur jako wyjaśnienia ciemnej materii, ale także pogłębiają tajemnicę, dlaczego czarne dziury o masie gwiazdowej wykryte poza Drogą Mleczną wydają się być bardziej masywne niż te wewnątrz naszej galaktyki.
Zespół badał czarne dziury w halo Drogi Mlecznej, inspirowany odkryciami dokonanymi przez Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) i jego bliźniaczy detektor fal grawitacyjnych Virgo, które wydają się odkrywać populację niezwykle dużych czarnych dziur o masie gwiazdowej. Obserwacje fal grawitacyjnych z łączenia się czarnych dziur o masie gwiazdowej wskazują na bardziej odległą populację czarnych dziur o znacznie większej masie, odpowiadającej masie od 20 do 100 Słońc. „Wyjaśnienie, dlaczego te dwie populacje czarnych dziur są tak różne, jest jednym z największych zagadek współczesnej astronomii” – zauważył Mróz.
Jedno z możliwych wyjaśnień tej większej populacji czarnych dziur to, że są one pozostałościami po okresie zaraz po Wielkim Wybuchu, powstałymi nie z kolapsu masywnych gwiazd, ale z nadmiernie gęstych obszarów pierwotnego gazu i pyłu.
Czarne dziury o masie 10 mas Słońca mogłyby stanowić co najwyżej 1,2% ciemnej materii, mniejsze czarne dziury o masie 100 mas Słońca mogłyby stanowić co najwyżej 3,0% ciemnej materii, a czarne dziury o masie 1000 mas Słońca tylko 11% ciemnej materii.
„To oznacza, że masywne czarne dziury mogą stanowić co najwyżej kilka procent ciemnej materii” – wyjaśnił Mróz. „Nasze obserwacje wskazują, że pierwotne czarne dziury nie mogą stanowić znacznej części ciemnej materii i jednocześnie wyjaśniać obserwowane wskaźniki łączenia się czarnych dziur mierzone przez LIGO i Virgo” – podsumował Udalski.
Zespół opublikował swoje badania 24 czerwca w czasopismach Nature i Astrophysical Journal Supplement Series.
Źródło: Yahoo News
