Mörk materia förblir till stor del mystisk, men astrofysiker fortsätter att försöka spräcka det mysteriet. Förra årets upptäckt av gravitationsvågor av Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) kan ha öppnat ett nytt fönster till mysteriet med mörk materia. Ange vad som kallas 'ursprungliga svarta hål'.
Teoretiker har förutspått förekomsten av partiklar som kallas Svagt interagerande massiva partiklar (WIMPS). Dessa WIMPs kan vara vad mörk materia är gjord av. Men problemet är att det inte finns några experimentella bevis för att backa upp det. Mysteriet med mörk materia är fortfarande en öppen ärendeakt.
När LIGO upptäckte gravitationsvågor förra året, förnyade det intresset för en annan teori som försökte förklara mörk materia. Den teorin säger att mörk materia faktiskt kan vara i form av Ursprungliga svarta hål (PBHs), inte de tidigare nämnda WIMPS.
Ursprungliga svarta hål är annorlunda än de svarta hålen du förmodligen tänker på. De kallas stellar svarta hål , och de bildas när en tillräckligt stor stjärna kollapsar i sig själv i slutet av sin livstid. Storleken på dessa stjärnsvarta hål är begränsad av storleken och utvecklingen av stjärnorna som de bildas av.
Den här konstnärens teckning visar ett fantastiskt svart hål när det drar materia från en blå stjärna bredvid sig. Kan stjärnans svarta håls kusin, det ursprungliga svarta hålet, förklara den mörka materien i vårt universum?
Kredit: NASA/CXC/M.Weiss
Till skillnad från stjärnsvarta hål uppstod ursvarta hål i högdensitetsfluktuationer av materia under universums första ögonblick. De kan vara mycket större, eller mindre, än stjärnornas svarta hål. PBHs kan vara så små som asteroider eller så stora som 30 solmassor, till och med större. De kan också vara rikligare, eftersom de inte kräver en stor massstjärna för att bildas.
När två av dessa PBHs större än cirka 30 solmassor smälter samman, skulle de skapa gravitationsvågorna som detekteras av LIGO. Teorin säger att dessa ursprungliga svarta hål skulle hittas i galaxernas glorier.
Om det finns tillräckligt med dessa medelstora PBH i galaktiska glorier, skulle de ha en effekt på ljus från avlägsna kvasarer när det passerar genom glorian. Denna effekt kallas 'mikrolinsing'. Mikrolinsen skulle koncentrera ljuset och få kvasarerna att se ljusare ut.
En skildring av kvasarmikrolinsning. Mikrolinsobjektet i förgrundsgalaxen kan vara en stjärna (enligt bilden), ett ursvart hål eller något annat kompakt objekt. Kredit: NASA/Jason Cowan (Astronomy Technology Center).
Effekten av denna mikrolinsning skulle vara starkare ju mer massa en PBH har, eller ju mer rikliga PBH:erna är i den galaktiska halo. Vi kan naturligtvis inte se själva de svarta hålen, men vi kan se den ökade ljusstyrkan hos kvasarerna.
Genom att arbeta med detta antagande undersökte ett team av astronomer vid Instituto de Astrofísica de Canarias mikrolinseffekten på kvasarer för att uppskatta antalet ursprungliga svarta hål med mellanmassa i galaxer.
'De svarta hålen vars sammansmältning upptäcktes av LIGO bildades förmodligen genom kollapsen av stjärnor och var inte ursprungliga svarta hål.' -Evencio Mediavilla
Studien tittade på 24 kvasarer som är gravitationslinsade, och resultaten visar att det är normala stjärnor som vår sol som orsakar mikrolinseffekten på avlägsna kvasarer. Det utesluter förekomsten av en stor population av PBHs i den galaktiska halo. 'Denna studie antyder', säger Evencio Mediavilla, 'att det inte alls är troligt att svarta hål med massor mellan 10 och 100 gånger solens massa utgör en betydande del av den mörka materien'. Av den anledningen bildades troligen de svarta hålen vars sammansmältning upptäcktes av LIGO genom kollapsen av stjärnor och var inte ursprungliga svarta hål”.
Beroende på ditt perspektiv svarar det antingen på några av våra frågor om mörk materia eller fördjupar bara mysteriet.
Vi kan behöva vänta länge innan vi vet exakt vad mörk materia är. Men de nya teleskopen som byggs runt om i världen, som Europeiskt extremt stort teleskop , den Jätte Magellan-teleskopet , och den Stort synoptiskt undersökningsteleskop , lovar att fördjupa vår förståelse för hur mörk materia beter sig och hur den formar universum.
Det är bara en tidsfråga innan mysteriet med mörk materia är löst.