برای اولین بار، دانشمندان ممکن است شواهد غیرمستقیم کشف کرده باشند که مقدار زیادی ماده تاریک نامرئی اطراف را احاطه کرده است. سیاه چاله ها. این کشف، در صورت تایید، می تواند یک پیشرفت بزرگ در مطالعه ماده تاریک باشد.
ماده تاریک حدود 85 درصد از کل ماده جهان را تشکیل می دهد، اما تقریباً برای ستاره شناسان کاملاً نامرئی است. این به این دلیل است که برخلاف ماده تشکیل دهنده ستارگان، سیارات و هر چیزی که در اطراف ما وجود دارد، ماده تاریک با نور برهمکنش ندارد و قابل مشاهده نیست.
خوشبختانه، ماده تاریک به صورت گرانشی برهمکنش می‌کند، که به محققان اجازه می‌دهد تا حضور ماده تاریک را با مشاهده اثر گرانشی آن بر روی یک «نمایش» از ماده معمولی استنباط کنند. در یک مطالعه جدید، تیمی از دانشمندان دانشگاه آموزش هنگ کنگ از ستاره‌هایی که به دور سیاه‌چاله‌های منظومه‌های دوتایی می‌چرخند، به‌عنوان «نمایش» استفاده کردند.
این تیم مشاهده کردند که مدار دو ستاره حدود 1 میلی ثانیه در سال کاهش می یابد یا اندکی کاهش می یابد، زیرا آنها در اطراف سیاهچاله های همراه خود به نام های A0620-00 و XTE J1118+480 حرکت می کردند. این تیم به این نتیجه رسیدند که کاهش سرعت در نتیجه ماده تاریکی است که سیاهچاله ها را فراگرفته و اصطکاک و گرانش قابل توجهی برای ستارگان ایجاد می کند که آنها به دور شرکای پرجرم خود می چرخند.
این تیم با استفاده از شبیه‌سازی کامپیوتری سیستم‌های سیاهچاله، مدل اصطکاک دینامیکی ماده تاریک را که به طور گسترده در کیهان‌شناسی مورد استفاده قرار می‌گیرد، به کار بردند، که فرض می‌کند اجسامی که به صورت گرانشی با ماده تاریک برهمکنش دارند، حرکت خاصی را از دست می‌دهد. شبیه‌سازی‌ها نشان داد که نرخ فروپاشی مشاهده‌شده مدارها با پیش‌بینی‌های مدل اصطکاک مطابقت دارد. نرخ مشاهده شده فروپاشی مداری حدود 50 برابر تخمین تئوری است، که حدود 0,02 میلی ثانیه فروپاشی مداری در سال برای دوتایی های فاقد ماده تاریک است.
جانگ من هو (در یک برگه جدید باز می شود)، رهبر گروه و دانشیار دپارتمان می گوید: «این اولین مطالعه ای است که از «مدل اصطکاک پویا» برای تأیید و اثبات وجود ماده تاریک در اطراف سیاهچاله ها استفاده می کند. محیط علوم طبیعی و مطالعات محیطی در برنامه شما.
نتایج این مطالعه که در 30 ژانویه در The Astrophysical Journal Letters منتشر شد، به تایید یک نظریه قدیمی در کیهان شناسی کمک می کند که سیاهچاله ها می توانند ماده تاریکی را که به اندازه کافی به آنها نزدیک می شود جذب کنند. این منجر به توزیع مجدد ماده تاریک در اطراف سیاه‌چاله‌ها می‌شود و یک «سنبله چگالی» در مجاورت آنها ایجاد می‌کند که می‌تواند به طور نامحسوسی بر مدار اجرام اطراف تأثیر بگذارد.
چان توضیح داد که تلاش‌های قبلی برای مطالعه ماده تاریک در اطراف سیاه‌چاله‌ها به گسیل نور پرانرژی به شکل پرتوهای گاما یا ضربان‌هایی در فضا به نام امواج گرانشی متکی بود. این تشعشعات ناشی از برخورد و ادغام سیاهچاله ها است، رویدادی نادر در جهان که می تواند ستاره شناسان را برای مدت طولانی منتظر داده های کافی کند.
این تحقیق روش جدیدی را برای مطالعه ماده تاریک در اطراف سیاهچاله ها به دانشمندان ارائه می دهد که می تواند به آنها در جستجوی فعال تر کمک کند. این تیم قصد دارد به دنبال سیاهچاله های دوتایی مشابه برای مطالعه در آینده باشد.
چان گفت: "این تحقیق مسیر مهم جدیدی را برای تحقیقات آینده در مورد ماده تاریک باز می کند." تنها در یک کهکشان، کهکشان راه شیری، حداقل 18 سیستم دوتایی مشابه اجرام مورد مطالعه ما وجود دارد که می تواند اطلاعات غنی را ارائه دهد که به کشف راز ماده تاریک کمک می کند.
همچنین بخوانید: