„Ciemne gwiazdy” mogły stać się zalążkami supermasywnych czarnych dziur
Hipotetyczne „ciemne gwiazdy”, które istniały we wczesnym Wszechświecie, mogły po zapadnięciu się utworzyć masywne zalążki nadmasywnych czarnych dziur. Do takiego wniosku doszli Kosmin Ilie i Sohan Godla z Uniwersytetu Colgate, którzy zbadali możliwy związek tych obiektów z niskoczęstotliwościowym tłem fal grawitacyjnych, jak podaje serwis Space.com.
Tło fal grawitacyjnych wykryto w 2023 roku za pomocą macierzy pomiaru czasu pulsarów. Pulsary to gwiazdy neutronowe, które szybko i regularnie obracają się oraz emitują wąskie wiązki promieniowania. Kiedy fale grawitacyjne przemieszczają się przez przestrzeń, nieznacznie ją rozciągają i ściskają, powodując mikroskopijne opóźnienia w dotarciu sygnałów pulsarów na Ziemię.
Powszechnie przyjęte wyjaśnienie tego zjawiska wiąże je z podwójnymi, supermasywnymi czarnymi dziurami, które obracają się wokół siebie, a następnie łączą się. Jednocześnie nie wyjaśnia to, w jaki sposób supermasywne czarne dziury mogły powstać tak szybko, skoro wiek Wszechświata nie osiągnął jeszcze miliarda lat. Teleskop Jamesa Webba już teraz wykrywa takie obiekty w tym wczesnym okresie, chociaż proponowane modele ich wzrostu poprzez pochłanianie materii i fuzję wymagają ponad miliarda lat.
Więcej aktualnych wiadomości można znaleźć na kanale Telegram UA.News.
„Ciemne gwiazdy” to hipotetyczne gwiazdy pierwotne, których energia nie pochodziłaby z jądrowej reakcji syntezy, lecz z samozniszczenia ciemnej materii w ich jądrach. Zgodnie z modelem naukowców obiekty te pozostawałyby dzięki temu stosunkowo zimne i mogłyby gromadzić materię, aż osiągnęłyby masę rzędu milionów mas Słońca. Po kolapsie grawitacyjnym mogłyby przekształcić się w masywne czarne dziury, które następnie łączyłyby się ze sobą.
Ilie i Godla stworzyli model środowiska, w którym te zarodki czarnych dziur mogłyby istnieć i łączyć się, a także obliczyli częstotliwość ich zderzeń oraz wpływ na tło fal grawitacyjnych. Zgodnie z ich obliczeniami pozostałości po supermasywnych „ciemnych gwiazdach” mogą stanowić znaczący, a być może nawet dominujący wkład w sygnał wykryty przez macierze pomiaru czasu pulsarów. Hipotezę tę można zweryfikować dzięki dokładniejszym pomiarom tła fal grawitacyjnych oraz lepszemu zrozumieniu populacji czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „Physical Review D”.
Czytaj nas na Telegram i Sends
