Araştırma ekibi, kara delikleri çevreleyen karanlık maddenin varlığına dair dolaylı kanıtlar buldu

Karanlık madde ışığı yaymaz veya yansıtmaz, ayrıca elektromanyetik kuvvetlerle etkileşime girmez, bu da tespit edilmesini son derece zorlaştırır. Bununla birlikte, Hong Kong Eğitim Üniversitesi’nden (EdUHK) bir araştırma ekibi, karadelikleri çevreleyen önemli miktarda karanlık madde olduğunu kanıtladı. Araştırma sonuçları dergide yayınlandı Astrofizik Dergi Mektupları.

Ekip, her ikisi de ikili sistem olarak kabul edilen yakınlardaki iki kara deliği (A0620-00 ve XTE J1118+480) araştırma konusu olarak seçti. Yani, karadeliklerin her birinin etrafında dönen bir yoldaş yıldızı vardır. Yoldaş yıldızların yörüngelerine dayalı olarak, gözlemler, yörünge bozulma oranlarının yılda yaklaşık bir milisaniye (1ms) olduğunu gösteriyor; bu, yılda yaklaşık 0,02 ms olan teorik tahminden yaklaşık 50 kat daha fazla.

EdUHK ekibi, karadeliklerin çevresinde karanlık maddenin var olup olmadığını incelemek için, akademide yaygın olarak kabul edilen bir teori olan “karanlık madde dinamik sürtünme modelini” bilgisayar simülasyonları aracılığıyla seçilen iki ikili sisteme uyguladı. Ekip, eşlik eden yıldızların hızlı yörüngesel bozulmalarının gözlemlenen verilerle tam olarak eşleştiğini buldu.

Özellikle, bu, kara deliklerin etrafındaki karanlık maddenin, eşlik eden yıldızların yörünge hızını yavaşlatarak önemli dinamik sürtünme oluşturabileceğinin dolaylı kanıtıdır.

20. yüzyılın sonlarında formüle edilen teorik bir hipotezi doğrulayan bulgular, karanlık madde araştırmalarında bir dönüm noktasını temsil ediyor. Hipoteze göre, kara deliklere yeterince yakın olan karanlık madde yutulacak ve kalıntıların yeniden dağıtılması gerekecek. İşlem, kara deliklerin etrafında bir “yoğunluk artışı” oluşturarak sona erer.

Bilim ve Çevre Çalışmaları Bölümü’nde Doçent ve Baş Araştırmacı olan Dr. Chan Man-ho, böylesine yüksek bir karanlık madde yoğunluğunun, eşlik eden yıldızda sürükleme kuvvetine benzer bir şekilde dinamik sürtünme yaratacağını açıkladı.

“Bu, kara delikleri çevreleyen karanlık maddenin varlığını doğrulamak ve kanıtlamak amacıyla” dinamik sürtünme modelini “uygulayan ilk çalışmadır” dedi. “Çalışma, gelecekteki karanlık madde araştırmaları için önemli ve yeni bir yön sağlıyor.”

Dr. Chan ayrıca, karanlık maddenin varlığını incelemek için çoğunlukla gama ışınlarına ve yerçekimi dalgası tespitine dayanan önceki çalışmaların, iki kara deliğin birleşmesi gibi nadir olayların meydana gelmesine bağlı olduğunu belirtti. Ona göre bu, astronomlar için uzun bir bekleme süresi gerektirebilir.

Ancak EdUHK ekibi tarafından benimsenen yeni yaklaşım, artık bu sınırlamalarla sınırlı kalmayacak. “Yalnızca Samanyolu Galaksisinde, karanlık maddenin gizemini çözmeye yardımcı olacak zengin bilgiler sağlayabilen, araştırma konularımıza benzeyen en az 18 ikili sistem var.”