Bu animasyon, NASA’nın Rossi X-Ray Zamanlama Gezgini uydusundan alınan veriler üzerinde yapılan bir çalışmayla ortaya çıkan bulutlu yapıyı bir sanatçının yorumunu gösteriyor. Kredi bilgileri: Wolfgang Steffen, UNAM
Yükselen ders kitabı açıklamaları, Miami Üniversitesi’nden astrofizikçiler, Yale Üniversitesive Avrupa Uzay Ajansı, ilkel kara deliklerin evrendeki tüm karanlık maddeyi oluşturduğunu öne sürüyor.
Evrenin nasıl var olduğuna dair alternatif bir model öneren bir astrofizik ekibi, toplu iğne başı kadar küçük olanlardan milyarlarca mil kat edenlere kadar tüm kara deliklerin, kara deliklerden hemen sonra yaratıldığını öne sürüyor. Büyük patlama ve tüm karanlık maddeyi hesaba katar.
Miami Üniversitesi, Yale Üniversitesi ve Avrupa Uzay Ajansı’ndaki astrofizikçiler tarafından, evrenin başlangıcından beri kara deliklerin var olduğunu ve bu ilkel kara deliklerin henüz açıklanamayan karanlık olabileceğini öne süren bir çalışmanın ima ettiği şey budur. konu. Bu ayki lansmanından toplanan verilerle doğruluğu kanıtlanırsa James Webb Uzay Teleskobu, keşif, iki kozmik gizemin kökenleri ve doğası hakkındaki bilimsel anlayışı değiştirebilir: karanlık madde ve kara delikler.
Fizik bölümünde yardımcı doçent olan Nico Cappelluti, “Çalışmamız, bilinmeyen parçacıklar yerine karanlık maddenin Büyük Patlama sırasında oluşan kara delikler tarafından yapılmış olsaydı, erken evrenin nasıl görüneceğini tahmin ediyor – Stephen Hawking’in 1970’lerde önerdiği gibi” dedi. Miami Üniversitesi’nde yayınlanması planlanan çalışmanın ilk yazarı ve Astrofizik Dergisi.
Bu yıl Yale Astronomi Merkezi ve Astrofizik Ödülü Doktora Sonrası Araştırma Görevlisi olarak Yale’de başlattığı araştırmayı genişleten Cappelluti, “Bunun birkaç önemli sonucu olabilir,” diye devam etti. “Birincisi, karanlık maddeyi açıklamak için ‘yeni fiziğe’ ihtiyacımız olmayacaktı. Üstelik bu, modern astrofiziğin en zorlayıcı sorularından birini yanıtlamamıza yardımcı olacaktır: Erken evrendeki süper kütleli kara delikler nasıl bu kadar hızlı büyümüş olabilir? Bugün modern evrende gözlemlediğimiz mekanizmalar göz önüne alındığında, bunların oluşması için yeterli zamanları olmayacaktı. Bu aynı zamanda, bir galaksinin kütlesinin neden her zaman süper kütlenin kütlesiyle orantılı olduğuna dair uzun süredir devam eden gizemi de çözecektir. Kara delik merkezinde.”
Hiçbir zaman doğrudan gözlemlenmemiş olan karanlık maddenin, evrendeki maddenin çoğu olduğu ve galaksilerin üzerinde oluştuğu ve geliştiği iskele görevi gördüğü düşünülmektedir. Öte yandan, çoğu galaksinin merkezinde bulunabilen kara delikler gözlemlendi. Uzayda maddenin çok sıkı bir şekilde sıkıştırıldığı bir nokta, yoğun yerçekimi yaratırlar.
Yale’de astronomi ve fizik profesörü Priyamvada Natarajan ve Avrupa Uzay Ajansı (ESA) bilim direktörü Günther Hasinger tarafından ortaklaşa yazılan yeni çalışma, her büyüklükteki sözde ilkel kara deliklerin tüm kara maddeyi oluşturduğunu gösteriyor. evrende.
Süper kütleli kara delikler nasıl oluştu? Karanlık madde nedir? Evrenin “ders kitabı” tarihi ile karşılaştırıldığında, Evrenin nasıl oluştuğuna dair alternatif bir modelde, bir gökbilimciler ekibi, bu kozmik gizemlerin her ikisinin de sözde “ilkel kara delikler” tarafından açıklanabileceğini öne sürüyor. Grafikte odak noktası, ilk karadeliklerin ve yıldızların ortaya çıkış zamanlamasını karşılaştırmaktır ve standart modelde dikkate alınan hiçbir kara delik olmadığı anlamına gelmez. Kredi bilgileri: ESA
Hasinger, “Farklı boyutlardaki kara delikler hala bir gizem” dedi. “Evrenin varlığından bu yana mevcut olan nispeten kısa sürede süper kütleli kara deliklerin nasıl bu kadar büyüdüğünü anlamıyoruz.”
Modelleri, ilk olarak Hawking ve diğer fizikçi Bernard Carr tarafından önerilen ve Big Bang’den sonraki saniyenin ilk bölümünde, evrenin yoğunluğundaki küçük dalgalanmaların, “topaklı” bölgelere sahip dalgalı bir manzara yaratmış olabileceğini öne süren teoriyi değiştiriyor. ekstra kütleye sahipti. Bu topaklı alanlar kara deliklere dönüşecekti.
Bu teori bilimsel bir çekiş kazanmadı, ancak Cappelluti, Natarajan ve Hasinger, bazı küçük değişikliklerle bunun geçerli olabileceğini öne sürüyor. Modelleri, ilk yıldızların ve galaksilerin erken evrende kara deliklerin etrafında oluşmuş olacağını gösteriyor. Ayrıca, ilkel kara deliklerin, çevrelerindeki gaz ve yıldızlarla ziyafet çekerek veya diğer kara deliklerle birleşerek süper kütleli kara deliklere dönüşme yeteneğine sahip olacağını öne sürüyorlar.
“Eğer varlarsa, ilkel kara delikler pekala, evrenin merkezindeki de dahil olmak üzere tüm süper kütleli kara deliklerin oluştuğu tohumlar olabilirler. Samanyolu“dedi Natarajan. “Bu fikir hakkında kişisel olarak çok heyecan verici bulduğum şey, üzerinde çalıştığım iki gerçekten zorlu sorunu -karanlık maddenin doğasını ve kara deliklerin oluşumunu ve büyümesini araştırmayı- zarif bir şekilde birleştirmesi ve onları tek bir hamlede çözmesidir. ”
İlkel kara delikler başka bir kozmolojik bulmacayı da çözebilir: Evrenin etrafına dağılmış uzak, loş kaynaklardan tespit edilen, X-ışını radyasyonu ile senkronize edilen kızılötesi radyasyonun fazlalığı. Çalışma yazarları, büyüyen ilkel kara deliklerin “tam olarak aynı radyasyon imzasını” sunacağını söyledi.
Ve hepsinden iyisi, Fransız Guyanası’ndan yıl sonundan önce fırlatılması planlanan Webb teleskobu ve ESA liderliğindeki Lazer İnterferometre Uzay Anteni sayesinde, ilkel kara deliklerin varlığı yakın gelecekte kanıtlanabilir -veya ispatlanamaz- olabilir. (LISA) görevi 2030’lar için planlandı.
Tarafından geliştirilmiş NASA, ESA ve Kanada Uzay Ajansı başarılı olmak için Hubble uzay teleskobuWebb 13 milyar yıldan daha geriye bakabilir. Eğer karanlık madde ilkel kara deliklerden oluşuyorsa, erken evrende etraflarında daha fazla yıldız ve galaksi oluşmuş olurdu ve bu tam olarak kozmik zaman makinesinin görebileceği şeydir.
Hasinger, “İlk yıldızlar ve galaksiler, sözde ‘karanlık çağlar’da zaten oluşmuşsa, Webb bunların kanıtlarını görebilmeli” dedi.
Bu arada LISA, ilkel karadeliklerin erken birleşmelerinden kütleçekimsel dalga sinyallerini alabilecek.
Bu araştırma hakkında daha fazla bilgi için bkz. Kara Delikler Karanlık Madde Olabilir – Ve Evrenin Başlangıcından Beri Var Olabilir.
Referans: N. Cappelluti, G. Hasinger ve P. Natarajan, “Yüksek kırmızıya kaymalı PBH-ΛCDM Evrenini Keşfetmek: erken kara delik tohumlaması, ilk yıldızlar ve kozmik radyasyon arka planları”, Kabul edildi, Astrofizik Dergisi.
arXiv:2109.08701