Nowe obserwacje wykonane za pomocą detektora fal grawitacyjnych LIGO ujawniają nietypowe zjawiska związane z czarnymi dziurami. Detektory zarejestrowały zjawiska, w których masywne czarne dziury łączą się, tworząc jeszcze większe obiekty. Jednak tradycyjna teoria powstawania czarnych dziur nie wyjaśnia w pełni, jak takie obiekty mogłyby się formować.
Zwykle czarne dziury powstają z pozostałości masywnych gwiazd po ich wybuchu jako supernowych. Jeśli rdzeń gwiazdy ma wystarczającą masę, zapada się pod wpływem własnej grawitacji, tworząc osobliwość – punkt o nieskończonej gęstości. Jednak czarne dziury wykryte przez LIGO różnią się od tych obserwowanych w Drodze Mlecznej. Jedna z hipotez sugeruje, że te nietypowe obiekty mogą być czarnymi dziurami pierwotnymi, które powstały w wyniku fluktuacji gęstości w bardzo wczesnym etapie wszechświata.
Teoria pierwotnych czarnych dziur zakłada, że mogą one stanowić część ciemnej materii, tajemniczej substancji, która nie emituje ani nie pochłania światła, ale oddziałuje grawitacyjnie. Aby to potwierdzić, naukowcy szukają zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego – zdarzeń, w których masywne obiekty zakrzywiają światło przechodzące przez ich pole grawitacyjne.
Niedawne badania zespołu pod kierunkiem Przemka Mroza z Uniwersytetu Warszawskiego, bazujące na 20-letnich danych z eksperymentu OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), przyniosły interesujące wyniki. Analiza danych z Wielkiego Obłoku Magellana nie wykazała zdarzeń mikrosoczewkowania o długich czasach trwania, co sugeruje, że pierwotne czarne dziury o masie do 6,3 miliona mas Słońca mogą stanowić mniej niż 1% ciemnej materii. Dla jeszcze większych obiektów – do 860 milionów mas Słońca – ich udział w ciemnej materii nie przekracza 10%.
Wyniki badań wykluczają zatem, że pierwotne czarne dziury mogłyby stanowić znaczącą część ciemnej materii. Choć badania nad ciemną materią nadal pozostają jednym z największych wyzwań współczesnej astrofizyki, nowe dane pomagają zawęzić pole poszukiwań i wykluczają pewne teorie.
Źródło: Universe Today
