Çalışma, başlangıçta kümelenmiş ilkel kara delikleri karanlık madde adayları olarak dışlıyor

İlkel kara delikler (PBH’ler), dünya çapında astrofizikçiler tarafından geniş çapta araştırılan büyüleyici kozmik cisimlerdir. Adlarından da anlaşılacağı gibi bunlar, evrenin ilk zamanlarında, Büyük Patlama’dan bir saniyeden kısa bir süre sonra ortaya çıktığına inanılan kara deliklerdir.

Fizik teorisi, evren oluşmadan önceki saniyenin kesri içinde uzayın tamamen homojen olmadığını, bu nedenle daha yoğun ve daha sıcak bölgelerin çökerek karadeliklere dönüşebileceğini öne sürüyor. Saniyenin bu kesri içinde tam olarak ne zaman oluştuklarına bağlı olarak, bu PBH’ler çok farklı kütlelere ve ilişkili özelliklere sahip olabilir.

Bazı teorik fizikçiler, PBH’lerin evrendeki öngörülen karanlık madde bolluğuna önemli ölçüde katkıda bulunma olasılığını veya başka bir deyişle, ana karanlık madde adayları olma olasılığını araştırıyorlar. LIGO-Virgo-KAGRA işbirliğiyle toplanan yerçekimi dalgası gözlemleri ve bu gözlemlerin belirlediği kısıtlamalar, bunun pek olası olmadığını gösteriyor.

Yine de bazı yeni araştırmalar, oluşumları sırasında PBH’lerin kümelenmesinin birleşme oranlarını değiştirebileceğini ve bunun da LIGO-Virgo-KAGRA tarafından belirlenen kısıtlamalar dahilinde değerleri potansiyel olarak etkinleştirebileceğini öne sürdü. PBH kümeleri, mikromercekleme çalışmaları tarafından incelenemeyen devasa tek bir mercek görevi göreceğinden, bu kümelenme aynı zamanda mevcut mikromercekleme sınırlarını da potansiyel olarak etkileyecektir.

Université de Genève, Roma Sapienza Üniversitesi ve NICPB’deki araştırmacılar yakın zamanda, başlangıçta kümelenmiş PBH’lerin karanlık madde adayları olabileceği hipotezini daha fazla değerlendiren teorik bir çalışma gerçekleştirdiler. Onların makalesi, yayınlanan Fiziksel İnceleme Mektuplarıbu olasılığı ortadan kaldıran nispeten basit bir argüman sunar.

Araştırmacılardan biri olan Antonio Riotto, “Çalışmamız, güneş kütlelerinin etrafında kütleleri olan ilkel karadeliklerin, güçlü bir şekilde kümelenmeleri halinde mikromerceklemeden gelen mevcut güçlü kısıtlamaları önleyebilecekleri, ancak literatür tarafından henüz kanıtlanmamış iddiayla motive edildi.” çalışmayı yürüttü, Phys.org’a söyledi.

“Çalışmamız bu iddianın doğru olmadığını kanıtladı. Fikir basit: Kümelenmiş PBH’ler, kümeleme yeterince güçlüyse mikromercekleme sınırından kaçınabilir, ancak bu, Lyman-alpha ormanından gelen başka bir veri kümesiyle çelişir. bunun zayıf kümeleme gerektireceğini.”

Analizlerinde, Riotto ve meslektaşları, önceki astronomik gözlemler tarafından belirlenen mikromercekleme kısıtlamalarını Lyman-alfa orman verileriyle birleştirdiler. Lyman-alfa ormanı, astronomik spektroskopi araçları kullanılarak gözlemlenebilen ve kendisini uzak galaksilerin ve kuasarların spektrumlarında soğurma çizgileri olarak gösteren bir soğurma olgusudur.

Bu soğurma çizgileri, astrofizikte, özellikle Evrendeki yoğunluk dalgalanmalarını araştıran çalışmalarda, öne çıkan bir sonda haline geldi. Araştırmacılar makalelerinde, Lyman-alfa ormanı verilerinin, mevcut mikromercekleme sınırlarından kaçınmak için, PBH’lerin güçlü bir şekilde değil, zayıf bir şekilde kümelenmesi gerektiğini öne sürdüğünü gösterdi; bu da, değerlendirdikleri yaygın teorik fikirle çelişiyor.

Riotto, “Analizimiz, PBH’lerin yıldız kütlelerine benzer kütlelere sahip olmaları durumunda evrenin karanlık maddesi olma olasılığını dışlıyor” diye ekledi. “Bir sonraki çalışmalarımızda, yüksek kırmızıya kaymalarda galaksilerin varlığı gibi diğer ilginç gözlemleri açıklayıp açıklayamayacaklarını görmek için PBH’lerin rolünü daha fazla araştırmayı planlıyoruz.”

© 2022 Bilim X Ağı