Küçük, ancak tespit edilemeyen ilkel kara delikler, karanlık maddeye katkıda bulunan gizemli kütle kaynaklarından biri olabilir. Açık uzayda yaşam sürelerinin önemli sınırları vardır, ancak son yıllarda astrofizikçiler şu soruyu sordular: Ya bu kara delikler nötron yıldızlarının çekirdeğindeyse?
Yavaş yavaş, bu tür kara delikler nötron yıldızını içeriden yiyip bitireceklerdi. Bu varsayımsal sistemler henüz doğrulanmadı, ancak arXiv’de yayınlanan ve henüz hakem tarafından incelenecek yeni bir ön baskı kağıdı, bu yutmanın ne kadar süreceğini hesapladı.
Bu, sırayla, karanlık madde adayı olarak kabul edilen kara deliklerin doğasını sınırlandırmak için mevcut nötron yıldızı popülasyonunu analiz etmek için kullanılabilir – ister ilkel, ister Big Bang’e kadar uzanan kara delikler, ister nötron yıldızlarının içinde oluşan kara delikler. .
Karanlık maddenin ne olduğunu bilmesek de, Evren anlayışımız için oldukça temeldir: tüm yerçekimini hesaba katmak için doğrudan algılayabileceğimiz yeterli madde – normal madde – yoktur. Aslında, bilim adamlarının tüm maddelerin yaklaşık yüzde 75 ila 80’inin karanlık olduğunu hesapladıkları çok fazla yerçekimi var.
Karanlık madde olabilecek bir dizi aday parçacık vardır. Big Bang’den hemen sonra oluşan ilk kara delikler, önde gelen adaylardan biri değildir, çünkü belli bir kütlenin üzerinde olsalardı, şimdiye kadar onları fark ederdik; ancak bu kütlenin altında, şimdiden çok daha önce Hawking radyasyonunun yayılmasıyla buharlaşacaklardı.
Ancak kara delikler, karanlık madde için çekici bir adaydır: onlar da, uzayda hiçbir şey yapmadan takılıp kalmadıklarını tespit etmek son derece zordur. Böylece gökbilimciler onları aramaya devam ediyor.
Son zamanlarda keşfedilen bir fikir, endoparazitik kara deliktir. Bunun için iki senaryo var. Birincisi, ilkel kara deliklerin nötron yıldızları tarafından yakalanması ve çekirdeğe doğru batmasıdır. Diğeri, karanlık madde parçacıklarının bir nötron yıldızı içinde yakalanmasıdır; koşullar uygunsa, bunlar bir araya gelerek bir kara deliğe dönüşebilir.
Bu kara delikler küçüktür ama öyle kalmazlar. Nötron yıldızının içine yerleşmiş rahat konumlarından, bu küçük kara delikler daha sonra konukçularını parazite ederlerdi.
Bowdoin Koleji ve Urbana-Champaign’deki Illinois Üniversitesi’nden fizikçilerden oluşan ekip, üç ile dokuz arasında bir dizi kara delik kütle oranları için karadeliğin nötron yıldızını yiyip bitireceği oranı hesapladı. nötron yıldız konağına göre daha az kütleli.
Nötron yıldızları, Güneş’in kütlesinin 2,3 katı olan teorik bir üst kütle sınırına sahiptir, bu nedenle kara delik kütleleri cüce gezegenlerin menziline kadar uzanır.
Dönmeyen bir kara deliğe ev sahipliği yapan dönmeyen bir nötron yıldızı için, birikme küresel olacaktır. Ekibin hesapladığı büyüme oranlarına göre, 10 kadar küçük kara delikler-21 Güneş’in kütlesi, Evrenin ömrü boyunca bir nötron yıldızını tamamen biriktirirdi.
Bu, Evrenin başlangıcından itibaren ilkel kara deliklerin, şimdiye kadar ev sahibi nötron yıldızlarını tamamen biriktirmiş olacağını gösteriyor. Araştırmacılar, bu zaman çizelgelerinin eski nötron yıldızı popülasyonlarının yaşlarıyla doğrudan çeliştiğini söyledi.
“Önemli bir uygulama olarak, sonuçlarımız, nötron yıldız popülasyonlarının mevcut varlığını, ya ilkel kara deliklerin Evrenin karanlık madde içeriğine katkısını ya da kara delikler oluşturabilecek karanlık madde parçacıklarını kısıtlamak için kullanan argümanları doğrulamaktadır nötron yıldızlarının yakalandıktan sonraki merkezi, ”diye yazdılar.
Sonuç, ilkel kara delikler için başka bir darbedir; ancak endoparazitik kara delikleri tamamen dışarıda bırakmaz. Uzayda yüzen ve nötron yıldızlarına dönüşen karanlık madde parçacıkları küreleri varsa, bu cümleyi okurken bile bunlar kara deliklere dönüşüyor ve nötron yıldızlarını kara delik maddesine dönüştürüyor olabilir.
Ve bu inanılmaz harika.
Ekibin makalesi arXiv’de yayınlandı.
.