Mørk materie forblir stort sett mystisk, men astrofysikere prøver stadig å knekke det mysteriet. Fjorårets oppdagelse av tyngdekraftsbølger av Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) kan ha åpnet et nytt vindu i mørke materie mysteriet. Skriv inn det som er kjent som ‘urbefolkningens sorte hull’.
Teoretikere har spådd eksistensen av partikler kalt Weakly Interacting Massive Particles (WIMPS). Disse WIMP-ene kan være hva mørk materie er laget av. Men problemet er at det ikke er noen eksperimentelle bevis for å sikkerhetskopiere det. Mysteriet med mørk materie er fremdeles en åpen saksfil.
Da LIGO oppdaget gravitasjonsbølger i fjor, fornyet den interessen for en annen teori som forsøkte å forklare mørk materie. Den teorien sier at mørk materie faktisk kan være i form av Primordial Black Holes (PBHs), ikke de nevnte WIMPS.
Primordiale sorte hull er forskjellige enn de sorte hullene du sannsynligvis tenker på. Disse kalles stjernersvarte hull, og de dannes når en stor nok stjerne kollapser inn på seg selv på slutten av livet. Størrelsen på disse stjernersorte hullene er begrenset av størrelsen og evolusjonen til stjernene de danner seg fra.
I motsetning til stellare sorte hull, opprinnelige sorte hull oppsto i høye tetthetssvingninger av materie i de første øyeblikkene av universet. De kan være mye større, eller mindre, enn stjernersorte hull. PBH-er kan være så små som asteroider eller så store som 30 solmasser, enda større. De kan også være rikelig, fordi de ikke trenger en stor massestjerne for å danne seg.
Når to av disse PBH-ene større enn omtrent 30 solmasser smelter sammen, ville de skape tyngdekraftsbølgene detektert av LIGO. Teorien sier at disse urbane sorte hullene ville bli funnet i galaksene.
Hvis det er nok av disse mellomstore PBH-ene i galaktiske glorie, vil de ha en innvirkning på lys fra fjerne kvasarer når det passerer gjennom glorie. Denne effekten kalles ‘mikrolinsering’. Mikrolinsen ville konsentrere lyset og få kvasarene til å virke lysere.
Effekten av denne mikrolinseringen ville være sterkere jo mer masse en PBH har, eller desto mer rikelig er PBH-ene i den galaktiske glorie. Vi kan selvfølgelig ikke se de sorte hullene, men vi kan se den økte lysstyrken på kvasaren.
Arbeidet med denne forutsetningen undersøkte et team av astronomer ved Instituto de Astrofísica de Canarias mikrolinseringseffekten på kvasarer for å estimere antall primordiale sorte hull av mellommasse i galakser.
"De sorte hullene hvis sammenslåing ble oppdaget av LIGO ble sannsynligvis dannet av kollaps av stjerner, og var ikke urbefolkningssorte hull." -Evencio Mediavilla
Studien så på 24 kvasarer som er gravitasjonslinset, og resultatene viser at det er normale stjerner som vår sol som forårsaker mikrolinseringseffekten på fjerne kvasarer. Dette utelukker eksistensen av en stor populasjon av PBH-er i den galaktiske glorie. "Denne studien innebærer" sier Evencio Mediavilla, "at det overhodet ikke er sannsynlig at sorte hull med masser mellom 10 og 100 ganger solens masse utgjør en betydelig brøkdel av den mørke saken". Av den grunn ble de sorte hullene hvis sammenslåing ble oppdaget av LIGO sannsynligvis dannet av kollaps av stjerner, og var ikke urbane sorte hull ”.
Avhengig av ditt perspektiv, som enten svarer på noen av spørsmålene våre om mørk materie, eller bare utdyper mysteriet.
Det kan hende vi må vente lenge før vi vet nøyaktig hva mørk materie er. Men de nye teleskopene som er bygget rundt om i verden, som det europeiske ekstremt store teleskopet, det gigantiske magellan-teleskopet og det store synoptiske undersøkelsesteleskopet, lover å utdype vår forståelse av hvordan mørk materie oppfører seg, og hvordan det former universet.
Det er bare et spørsmål om tid før mysteriet med mørk materie er løst.
