24 juni 2024

Indirecte aanwijzingen ontdekt voor het bestaan van donkere materie vlakbij zwarte gaten

Impressie van donkere materie bij zwarte gaten. Inzet: Chan Man-ho, de teamleider van het onderzoek. Credit: The Education University of Hong Kong (EdUHK)

Door onderzoek aan twee zwarte gaten heeft een team van sterrenkundigen indirecte aanwijzingen gevonden voor het bestaan van donkere materie in de buurt van zwarte gaten. De sterrenkundigen van de Education University of Hong Kong (EdUHK) onderzochten twee zwarte gaten in de Melkweg, A0620-00 en XTE J1118+480, beiden zwarte gaten die deel zijn van een binair systeem, d.w.z. dat er npog een gewone ster om hen heen draait. Waar het onderzoek om draaide was het meten van het baanverval, d.w.z. hoe de omloopperiode van de zwarte gaten en hun compagnon per jaar afneemt als gevolg van de zwaartekrachtsinteractie tussen de twee. Gemeten is dat het baanverval 1 milliseconde per jaar is, dat is vijftig keer groter dan het theoretisch bepaalde baanverval (0,02 ms) op grond van de massa’s van de zwarte gaten en hun compagnonsterren. Om het verschil tussen de waarnemingen en de voorspelling te verklaren pasten de sterrenkundigen het zogeheten ‘dark matter dynamical friction model‘ toe en maakten ze simulaties op de computer om het baanverval bij A0620-00 en XTE J1118+480 na te bootsen.

Credit: The Education University of Hong Kong (EdUHK)

En wat bleek: door de aanwezigheid van donkere materie in de buurt van zwarte gaten was het snelle baanverval geheel te verklaren. Donkere materie kan kennelijk zorgen voor dynamische wrijving (‘friction’) en dat kan op haar beurt zorgen voor een sterkere afname van de baanperiode van de compagnons in de binaire systemen. Het onderzoek maakt nog iets anders duidelijk, namelijk de bevestiging van een hypothese die eerder al is geopperd: volgens die hypothese zou donkere materie die zich dicht genoeg bij zwarte gaten bevindt, worden opgeslokt, waarna de restanten donkere materie opnieuw worden verdeeld en wel in de vorm van “dichtheidspieken” (Engels: density spikes) rond de zwarte gaten. in de Melkweg zijn nog minstens 18 andere binaire systemen bekend met zwarte gaten daarin en door verder onderzoek daaraan willen ze nog meer bewijs vinden voor het bestaan van donkere materie bij zwarte gaten.

Meer informatie vind je in het vakartikel van  Man Ho Chan et al, Indirect Evidence for Dark Matter Density Spikes around Stellar-mass Black HolesThe Astrophysical Journal Letters (2023).

Bron: Phys.org.

Share

Comments

  1. Dat is een hele mooie vondst! Echter de conclusie is m.i. wel kort door de bocht ten faveure van donkere massa (DM). Er is aangetoond dat ook Black Holes (de accretie disc) magnetische velden hebben, (B.v. de kern NGC1052 0,02 tot 8,3 tesla). Zo zou de omcirkelende compagnon vanwege de inductiewet van Faraday ook af kunnen remmen door het effect van de wet van Lenz, dat van deze inductiewet is afgeleid. Ook zou verdamping van massa (middels geïnduceerde zwaartekrachtgolven door getijdenwerking) het baanverval kunnen verklaren. Het probleem met DM in onze eigen Melkweg is nl. dat het effect hiervan zich niet manifesteert in het centrum “vlakbij” de BH maar juist ver daarbuiten vanaf ca. 2 parsec.

Speak Your Mind

*