آیا ماده تاریک از سیاه­چاله­‌های اولیه به وجود آمده است؟

بیگ بنگ: اخترشناسان که در حال مطالعه حرکات کهکشان­ها و خصوصیات تابش پس­‌زمینه کیهانی بودند، در قرن گذشته متوجه شدند که بیشتر ماده موجود در جهان غیرقابل مشاهده می­باشد. در حدود ٨۴ درصد از ماده موجود در کیهان، ماده تاریک است که بیشتر آن در هاله‌­های اطراف کهکشان­ها قرار دارد. این ماده را ماده تاریک نامیدند، زیرا نور را منتشر نمی­ کند، همچنین اسرارآمیز و رازآلود است: این ماده از اتم­ها یا دیگر اجزای معمول نظیر الکترون­‌ها و پروتون‌­ها تشکیل نشده است.

کهکشان نامنظم کوتوله IC1613، اختر­شناسان متعجب از اینکه سیاه­چاله‌های اولیه ممکن است ماده تاریک در کیهان را شکل داده باشند، بیان می­ کنند که شکل کهکشان‌­های کوتوله کم­ نور همراه با هاله ماده تاریک می­تواند جواب این معما را فاش کنند.

در همین حال، اخترشناسان اثرات سیاه­چاله­‌ها را مشاهده کردند و حتی اخیراً امواج گرانشی ناشی از ادغام دو سیاه­چاله را شناسایی کرده­‌اند. سیاه­چاله­‌ها معمولاً در مرگ انفجاری ستاره‌­ها عظیم تشکیل می ­شوند، فرآیندی که می­ تواند میلیون­‌ها سال طول بکشد، ب­عنوان ستار­ه­‌ای با ترکیباتی از گازها محبوس، تکامل یافته و نهایتاً می ­میرد.

تعدادی سیاه­چاله در جهان اولیه وجود داشته‌­اند، اما احتمالاً زمان کافی برای فرآیند شکل­‌گیری عادی در این جهان اولیه وجود نداشته است. برخی از روش­‌های جایگزین همچون فروپاشی (سقوط گاز اولیه یا فرآیندهای مرتبط با تورم کیهانی پیشنهاد شده است و بسیاری از این سیاه­چاله­‌های اولیه می توانند ساخته شده باشند.

“گیرونگ ژو” اختر­شناس دانشگاه هاروارد-اسمیتسونین که گروهی چهار نفره از دانشمندان را برای بررسی امکان اینکه مادۀ تاریک امروز از سیاه­چاله­‌های اولیه ساخته شده باشد را سرپرستی می­ کند، پیشنهادات موجود در مقالات چاپ شده پیشین را دنبال کرد. اگر هاله­‌های کهکشانی از سیاه­چاله­‌ها ساخته شده باشند، نسبت به هاله­‌های ساخته شده از ذرات ناشناس باید توزیع چگالی متفاوت­تری داشته باشند. تفاوت­‌های دیگری نیز وجود دارد، همچنین انتظار می­ رود که هاله­‌های سیاه­چاله پیش از تکامل کهکشان به وجود آمده باشد و پس از آن انواع دیگر هاله­‌ها بوجود آمده باشند.

دانشمندان می­گویند که با نگاه کردن به ستاره­‌ها در هاله­‌های کهکشان­های کوتوله کم ­نور می­ توانند این اثرات را بررسی کنند زیرا کهکشان­‌های کوتوله کوچک و کم­نور بوده و اثرات جزئی به آسانی قابل شناسایی می­ باشند. این تیم مجموعه­ای از شبیه­‌سازی­‌های کامپیوتری را برای آزمایش اینکه آیا هاله­‌های کهکشان­های کوتوله می­توانند حضور سیاه­چاله­‌های اولیه را آشکار کنند، آنها یافتند که تعامل‌های بین ستاره‌­ها و سیاه­چاله­‌های هاله‌­ای اولیه باید به اندازه اندکی، اندازه توزیع­‌های ستاره‌­ای را تغییر داده باشند.

اخترشناسان نتیجه گرفتند که سیاه­چاله­‌ها نیازمند داشتن جرمی بین دو و چهارده برابر جرم خورشید دارند، درست در همان محدوده مورد انتظار برای این اشیاء ناشناس و عجیب (اگرچه کوچکتر از سیاه­چاله‌ها توسط آشکارسازهای امواج گرانشی دیده شده­‌اند) و قابل مقایسه با نتایج دیگر مطالعات. با این وجود، تیم تأکید می­کند که همه مدل­ها هنوز غیرقابل حل بوده و ماهیت ماده تاریک همچنان مبهم است. جزئیات بیشتر این پژوهش در “یادداشت های ماهانه انجمن نجوم سلطنتی” منتشر شده است.

ترجمه: سوران زوراسنا/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: phys.org

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *