Astrofysiker kopplar mörk materia-interaktioner till att lösa dödläget vid supermassiva svarta hål sammanslagningar

StockholmForskare har upptäckt att interaktioner mellan mörk materia-partiklar kan hjälpa supermassiva svarta hål att komma samman. Denna upptäckt löser problemet känt som 'final parsec-problemet,' vilket syftar på svårigheten med att svarta hål smälter samman när de är cirka en parsec ifrån varandra. Interaktioner som involverar mörk materia kan vara nyckeln till att lösa detta problem.

Traditionella modeller upptäckte inte detta fenomen. De trodde att mörk materia spreds ut av supermassiva svarta håls gravitationskraft. Dock visar ny forskning av Gonzalo Alonso-Álvarez och hans team att partiklar av mörk materia kan interagera med varandra. Detta innebär att mörk materia är tillräckligt tät för att påverka banorna för supermassiva svarta hål.

Viktiga insikter från den nya forskningen inkluderar:

• Mörk materia partiklar interagerar med varandra.
• Denna interaktion förhindrar att mörk materia sprids.
• Högre densitet av mörk materia påverkar fortsättningsvis SMBH:ers banor negativt.
• Detta möjliggör sammansmältning av SMBH:er.

Om det bekräftas, kan denna nya idé lösa motstridiga teorier. En teori hävdade att sammansmältande supermassiva svarta hål orsakar ett konstant brus av gravitationsvågor. "Slutliga parsekproblemet" motsade detta. Men nu kan vi förena dessa idéer.

Forskningen indikerar att mörk materia har en större roll i universum än vi tidigare trott. Interaktioner mellan partiklar av mörk materia kan förklara formen på de mörka materiahalorna runt galaxer. Enligt modellen från Alonso-Álvarez och hans team påverkar mörk materia sammansmältningen av supermassiva svarta hål genom att förändra hur mörk materia är fördelad i galaxer.

Läs också:

Idag · 04:29

Den långsamma utvecklingen av mänskliga hjärnor: små justeringars stora inverkan på evolutionen

De praktiska resultaten är betydande. Genom att studera sammanfogande supermassiva svarta hål kan vi lära oss mer om mörk materia. Detta kan hjälpa oss att förstå hur mörk materia beter sig och lösa diskussioner om dess småskaliga egenskaper.

Professor James Cline uppgav att studier av pulsartidsserier antyder detta mönster. Dessa serier upptäcker gravitationsvågor genom att undersöka förändringar i signaler från pulsarer. Om detta bekräftas, skulle det stödja teorin.

Sammanfogande supermassiva svarta hål ger upphov till gravitationsvågor med längre våglängder. Dessa vågor skiljer sig från de som LIGO upptäckte 2015. Pulsartimingnätverk detekterar nu bakgrundsbruset som orsakas av miljontals av dessa sammansmältande svarta hål. Detta bekräftar att vår förståelse är korrekt.

Upptäckten att interaktioner med mörk materia kan lösa det sista parsekproblemet är betydelsefull. Den skapar en ny koppling mellan supermassiva svartahålsfusioner och gravitationsvågor. Detta ger astrofysikområdet ett nytt perspektiv. Vi kan förvänta oss intressanta framsteg när vi samlar in mer data.