Et nyt blik på arten af ​​mørkt stof

Naturen af ​​det mørke stof, der tilsyneladende udgør 80% af massen af ​​partiklerne i universet, er stadig et af de store uløste mysterier i nutidens videnskaber. Manglen på eksperimentelle beviser, som kunne give os mulighed for at identificere det med en eller anden af ​​de nye elementarpartikler forudsagt af teoretikerne, såvel som den nylige opdagelse af gravitationsbølger, der stammer fra sammenlægningen af ​​to sorte huller (med masser omkring 30 gange Solens) af LIGO Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) har genoplivet interessen for muligheden for, at mørkt stof kan tage form primære sorte huller med masser mellem 10 og 1000 gange Solens.

Ur -sorte huller, som ville have sin oprindelse i højdensitetsudsving i materie i universets første øjeblikke, er i princippet meget interessante. I modsætning til dem, der dannes fra stjerner, hvis overflod og masse er begrænset af modeller for stjernedannelse og evolution, oprindelige sorte huller kunne eksistere med en bred vifte af masser og overflod. De ville findes i galaksernes glorier, og lejlighedsvis et møde mellem to af dem med masser 30 gange solens, efterfulgt af en efterfølgende fusion, kunne have givet anledning til gravitationsbølgerne, der blev opdaget af LIGO.

"Mikrolenseringseffekt"

Hvis der var et betydeligt antal sorte huller i galaksernes glorier, nogle af dem opfanger lyset, der kommer mod os fra en fjern kvasar. På grund af deres stærke gravitationsfelter, deres tyngdekraft kunne koncentrere lysets stråler, og forårsage en forøgelse af kvasarens tilsyneladende lysstyrke. Denne effekt, kendt som "gravitationsmikrolensering" er større, jo større massen af ​​det sorte hul er, og sandsynligheden for at opdage det ville være større, jo mere tilstedeværelsen af ​​disse sorte huller er. Så selvom de sorte huller ikke kan registreres direkte, de ville blive detekteret ved stigninger i lysstyrken af ​​observerede kvasarer.

På denne antagelse, en gruppe forskere har brugt mikrolenseringseffekten på kvasarer til at estimere antallet af primære sorte huller af mellemmasse i galakser. Studiet, ledet af forskeren ved Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) og University of La Laguna (ULL), Evencio Mediavilla Gradolph, viser, at normale stjerner som Solen forårsager mikrolenseringseffekter, dermed udelukkes eksistensen af ​​en stor population af ur -sorte huller med mellemliggende masse.

Computersimuleringer

Ved hjælp af computersimuleringer, de har sammenlignet stigningen i lysstyrke, i synligt lys og i røntgenstråler, af 24 fjerne kvasarer med de værdier, der forudsiges af mikrolenseringseffekten. De har fundet ud af, at effektens styrke er relativt lav, som man kunne forvente af objekter med en masse mellem 0,05 og 0,45 gange Solens, og et godt stykke under sorte hullers mellemmasse. Derudover har de anslået, at disse mikrolinser udgør cirka 20% af den samlede masse af en galakse, svarende til den masse, der forventes at blive fundet i stjerner. Så deres resultater viser, at med stor sandsynlighed, det er normale stjerner og ikke primære mellemliggende sorte huller, der er ansvarlige for den observerede mikrolensering.

"Denne undersøgelse indebærer," siger Evencio Mediavilla, "at det slet ikke er sandsynligt, at sorte huller med masser mellem 10 og 100 gange solens masse udgør en betydelig brøkdel af det mørke stof". Af den grund blev de sorte huller, hvis fusion blev opdaget af LIGO, sandsynligvis dannet ved sammenbrud af stjerner, og var ikke oprindelige sorte huller ".

Astronomer, der deltager i denne forskning, omfatter Jorge Jiménez-Vicente og José Calderón-Infante (Granada Universitet) og José A. Muñoz Lozano, og Héctor Vives-Arias, (University of Valencia).