لأول مرة ، قد يكون العلماء قد اكتشفوا أدلة غير مباشرة على وجود كمية كبيرة من المادة المظلمة غير المرئية تحيط الثقوب السوداء. هذا الاكتشاف ، إذا تم تأكيده ، يمكن أن يكون تقدمًا كبيرًا في دراسة المادة المظلمة.
تشكل المادة المظلمة حوالي 85٪ من كل المادة في الكون ، لكنها تكاد تكون غير مرئية تمامًا لعلماء الفلك. هذا لأنه ، على عكس المادة التي تتكون منها النجوم والكواكب وكل شيء من حولنا ، فإن المادة المظلمة لا تتفاعل مع الضوء ولا يمكن رؤيتها.
لحسن الحظ ، تتفاعل المادة المظلمة بطريقة الجاذبية ، مما يسمح للباحثين باستنتاج وجود المادة المظلمة من خلال النظر إلى تأثيرها الثقالي على "وكيل" للمادة العادية. في دراسة جديدة ، استخدم فريق من العلماء من جامعة هونغ كونغ التعليمية نجومًا تدور حول ثقوب سوداء في أنظمة ثنائية مثل "الوكلاء".
راقب الفريق تباطؤ مداري النجمين أو تباطؤهما قليلاً بنحو 1 مللي ثانية سنويًا أثناء تحركهما حول الثقوب السوداء المصاحبة لهما ، المعينين A0620-00 و XTE J1118 + 480. خلص الفريق إلى أن التباطؤ كان نتيجة المادة المظلمة التي اجتاحت الثقوب السوداء وخلقت احتكاكًا وجاذبية كبيرة للنجوم أثناء دورانها حول شركائها الأكثر ضخامة.
باستخدام المحاكاة الحاسوبية لأنظمة الثقب الأسود ، طبق الفريق نموذج الاحتكاك الديناميكي للمادة المظلمة ، المستخدم على نطاق واسع في علم الكونيات ، والذي يفترض فقدانًا معينًا للزخم بسبب تفاعل جاذبية الأجسام مع المادة المظلمة. أظهرت عمليات المحاكاة أن معدلات الانحلال المرصودة للمدارات تتوافق مع تنبؤات نموذج الاحتكاك. يبلغ معدل الانحلال المداري المرصود حوالي 50 ضعف التقدير النظري ، وهو حوالي 0,02 مللي ثانية من الاضمحلال المداري سنويًا للثنائيات الخالية من المادة المظلمة.
يقول جانغ مان هو (يفتح في علامة تبويب جديدة) ، قائد المجموعة وأستاذ مشارك في قسم العلوم الطبيعية وبيئة الدراسات البيئية في التطبيق الخاص بك.
تساعد نتائج الدراسة ، التي نُشرت في 30 يناير في مجلة The Astrophysical Journal Letters ، على تأكيد نظرية طويلة الأمد في علم الكونيات مفادها أن الثقوب السوداء يمكنها امتصاص المادة المظلمة التي تقترب منها بدرجة كافية. يؤدي هذا إلى إعادة توزيع المادة المظلمة حول الثقوب السوداء ، مما يؤدي إلى حدوث "ارتفاع في الكثافة" في جوارها المباشر ، مما قد يؤثر بمهارة على مدارات الأجسام المحيطة.
أوضح تشان أن المحاولات السابقة لدراسة المادة المظلمة حول الثقوب السوداء اعتمدت على انبعاث ضوء عالي الطاقة على شكل أشعة جاما ، أو نبضات في الفضاء تعرف باسم موجات الجاذبية. هذه الانبعاثات ناتجة عن تصادم واندماج الثقوب السوداء ، وهو حدث نادر في الكون يمكن أن يجعل علماء الفلك ينتظرون وقتًا طويلاً للحصول على بيانات كافية.
يمنح هذا البحث العلماء طريقة جديدة لدراسة المادة المظلمة الموزعة حول الثقوب السوداء ، مما قد يساعدهم على أن يكونوا أكثر نشاطًا في بحثهم. يعتزم الفريق البحث عن ثنائيات ثقب أسود مماثلة لدراستها في المستقبل.
قال تشان: "يفتح هذا البحث اتجاهًا جديدًا مهمًا للبحث المستقبلي حول المادة المظلمة". "في مجرة واحدة فقط ، مجرة درب التبانة ، هناك ما لا يقل عن 18 نظامًا ثنائيًا مشابهًا للأجسام الموجودة في دراستنا ، والتي يمكن أن توفر معلومات غنية تساعد في حل لغز المادة المظلمة."
اقرأ أيضا: