Astrofysici koppelen donkere materie aan oplossing van het laatste parsecprobleem bij superzware zwarte gaten

AmsterdamOnderzoekers hebben ontdekt dat interacties tussen deeltjes donkere materie superzware zwarte gaten kunnen helpen samenvoegen. Deze ontdekking biedt een oplossing voor het 'laatste parsec-probleem', dat verwijst naar de moeilijkheid waarmee zwarte gaten met elkaar versmelten wanneer ze ongeveer een parsec van elkaar verwijderd zijn. Interacties met donkere materie zouden de sleutel kunnen zijn om dit probleem op te lossen.

Traditionele modellen zagen dit niet aankomen. Ze gingen ervan uit dat donkere materie door de zwaartekracht van superzware zwarte gaten werd verspreid. Maar recent onderzoek van Gonzalo Alonso-Álvarez en zijn team toont aan dat deeltjes van donkere materie kunnen interageren. Dit betekent dat donkere materie dicht genoeg blijft om de banen van superzware zwarte gaten te beïnvloeden.

Belangrijke inzichten uit het nieuwe onderzoek:

• Donkere materie deeltjes interageren met elkaar.
• Deze interactie voorkomt dat donkere materie verspreid raakt.
• Een hogere dichtheid van donkere materie blijft de banen van SMBH's afbreken.
• Dit maakt het mogelijk voor SMBH's om samen te smelten.

Als dit nieuwe idee bevestigd wordt, zouden conflicterende theorieën opgelost kunnen worden. Eén theorie beweert dat samensmeltende superzware zwarte gaten een constante brom van zwaartekrachtsgolven veroorzaken. Het "laatste parsec probleem" sprak dit tegen. Maar nu kunnen we deze ideeën op één lijn brengen.

Onderzoek wijst uit dat donkere materie een grotere invloed heeft op het heelal dan we eerder dachten. Interacties tussen donkere materiedeeltjes kunnen de vorm van de donkere materiehalos rond sterrenstelsels verklaren. Volgens het model van Alonso-Álvarez en zijn team beïnvloedt donkere materie de samenvoeging van superzware zwarte gaten door de verdeling van donkere materie in sterrenstelsels te veranderen.

Lees ook:

Vandaag · 20:11

Nieuw onderzoek: tijdstip bloedtests cruciaal voor dementie

De praktische uitkomsten zijn aanzienlijk. Door het bestuderen van samensmeltende supermassieve zwarte gaten kunnen we mogelijk meer te weten komen over donkere materie. Dit zou ons kunnen helpen begrijpen hoe donkere materie zich gedraagt en discussies over de eigenschappen ervan op kleine schaal oplossen.

Professor James Cline geeft aan dat onderzoek naar pulsartimingarrays dit patroon suggereert. Deze arrays detecteren zwaartekrachtsgolven door veranderingen in signalen van pulsars te controleren. Als het wordt bevestigd, zou dat de theorie ondersteunen.

Wanneer superzware zwarte gaten samensmelten, ontstaan er zwaartekrachtsgolven met langere golflengtes. Deze golven verschillen van de golven die LIGO in 2015 waarnam. Pulsar timing arrays detecteren nu het achtergrondgeluid veroorzaakt door miljoenen van deze samensmeltende zwarte gaten. Dit bevestigt dat ons begrip juist is.

De ontdekking dat interacties met donkere materie het laatste parsec-probleem kunnen oplossen, is baanbrekend. Het legt een nieuwe verbinding tussen fusies van superzware zwarte gaten en zwaartekrachtsgolven. Dit biedt de astrofysica een frisse invalshoek. We kunnen interessante ontwikkelingen verwachten naarmate er meer data verzameld wordt.