ციცქნა, პირველყოფილი შავი ხვრელები შეიძლება ბნელი მატერიის მასის შემადგენელი იდუმალი წყარო იყოს. ღია კოსმოსში მათი სიცოცხლის ხანგრძლივობის შესახებ მნიშვნელოვანი შეზღუდვები არსებობს, მაგრამ ბოლო წლებში, ასტროფიზიკოსებმა დასვეს კითხვა: იქნებ ეს შავი ხვრელები ნეიტრონულ ვარსკვლავთა ბირთვშია მოთავსებული?
ასეთმა შავმა ხვრელებმა ნეიტრონული ვარსკვლავი თანდათან, შიგნიდან უნდა შთანთქონ. ასეთი ჰიპოთეტური სისტემები ჯერ დადასტურებული არ არის, მაგრამ სერვერ arXiv-ზე გამოქვეყნებული კვლევის ფარგლებში, რომელიც ჯერ რეცენზირებული არ არის, ავტორებმა გამოთვალეს, რა დრო უნდა სჭირდებოდეს ამ შთანთქმის პროცესს.
ეს კი თავის მხრივ შეიძლება გამოვიყენოთ ნეიტრონულ ვარსკვლავთა ამჟამინდელი პოპულაციის ანალიზისთვის, რათა შავ ხვრელთა ბუნება ბნელი მატერიის კანდიდატად ჩავთვალოთ — იქნება ეს პირველყოფილი, დიდი აფეთქებიდან სულ მალე წარმოქმნილი შავი ხვრელები თუ ნეიტრონულ ვარსკვლავთა წიაღში გაჩენილნი.
მართალია, არ ვიცით, რა არის ბნელი მატერია, მაგრამ ის საკმაოდ ფუნდამენტური რამ არის სამყაროს შესახებ ჩვენს წარმოდგენაში: არ არსებობს იმდენი მატერია, რომელსაც ჩვენ პირდაპირ ვაფიქსირებთ, ანუ ნორმალური მატერია, რომ ის სამყაროში არსებულ ამხელა გრავიტაციას წარმოქმნიდეს. უფრო მეტიც, გრავიტაცია იმდენია, რომ როგორც მეცნიერებმა დაიანგარიშეს, სამყაროს მატერიის 75-80 პროცენტს სწორედ ბნელი მატერია უნდა შეადგენდეს.
არსებობს ნაწილაკების რამდენიმე კანდიდატი, რომლებიც შეიძლება ბნელი მატერია იყოს. პირველყოფილი შავი ხვრელები, რომლებიც უშუალოდ დიდი აფეთქებისთანავე წარმოიქმნენ, ერთადერთი მოწინავე კანდიდატი არ არის, რადგან თუკი ისინი გარკვეული მასის ზემოთ არიან, ჩვენ მათ ახლაც შევნიშნავდით; თუმცა, ამ მასის დაბლა, ისინი დიდი ხნის წინ უნდა აორთქლებულიყვნენ ე. წ. ჰოკინგის რადიაციის გზით.
მიუხედავად ამისა, შავი ხვრელები ბნელი მატერიის საკმაოდ მიმზიდველი კანდიდატია: მათი დაფიქსირებაც უკიდურესად რთულია, თუკი ისინი უბრალოდ, „უსაქმურად“ არიან ჩამოკიდებული კოსმოსში (ანუ მატერიას არ შთანთქავენ). შესაბამისად, ასტრონომები ამ მიმართულებით კვლევას აგრძელებენ.
ერთ-ერთი იდეა, რომელზეც ბოლო დროს აქტიურად მუშაობდნენ, არის ენდოპარაზიტული შავი ხვრელი. არსებობს ამის ორი სცენარი. ერთი მათგანის მიხედვით, პირველყოფილი შავი ხვრელები ნეიტრონულმა ვარსკვლავებმა დაიჭირეს და საკუთარ ბირთვში ჩაძირეს. მეორე სცენარის მიხედვით კი, ბნელი მატერიის ნაწილაკები ნეიტრონულ ვარსკვლავებს შიგნით ჰყავთ ჩაჭერილი; ხელსაყრელი თუ გარემო პირობები შემთხვევაში, ისინი შეიძლება შეიკრას, კოლაფსირდეს და შავი ხვრელი წარმოქმნან.
ეს შავი ხვრელები პატარაა, მაგრამ ყოველთვის ასეთებად ვერ დარჩებიან. საკუთარი მყუდრო პოზიციიდან გამომდინარე, ანუ თუ ისინი ნეიტრონულ ვარსკვლავებს შიგნით არიან მომწყვდეული, ეს შავი ხვრელები თავიანთ მასპინძლისთვის პარაზიტებად უნდა იქცნენ.
ბოუდინის კოლეჯისა და ილინოისის უნივერსიტეტის ფიზიკოსთა ჯგუფმა შთანთქმის მაჩვენებელი გამოთვალა — ანუ მაჩვენებელი, რომლითაც შავი ხვრელი ნეიტრონულ ვარსკვლავს უნდა შთანთქავდეს; გამოთვალეს სხვადასხვა მასის შავ ხვრელთათვის, ქვედა ზღვრად კი აიღეს მასპინძელ ნეიტრონულ ვარსკვლავზე 3-9-ჯერ ნაკლებად მასიური შავი ხვრელი.
ნეიტრონულ ვარსკვლავთა მასის თეორიული ზედა ზღვარია 2,3 ჩვენი მზის მასა; შესაბამისად, შავი ხვრელის მასა დაახლოებით ჯუჯა პლანეტებისას უნდა უდრიდეს.
არამბრუნავი ნეიტრონული ვარსკვლავის შემთხვევაში, რომელიც ასევე არამბრუნავ შავ ხვრელს შეიცავს, შთანთქმა სფერული უნდა იყოს. ჯგუფის გაანგარიშებით, მზის 10-21 მასის მქონე შავმა ხვრელმა ნეიტრონული ვარსკვლავი მთლიანად უნდა შთანთქას სამყაროს სიცოცხლის განმავლობაში.
ეს კი იმაზე მიუთითებს, რომ სამყაროს გაჩენისთანავე წარმოქმნილ პირველყოფილ შავ ხვრელებს თავიანთ მასპინძელი ნეიტრონული ვარსკვლავები აქამდე მთლიანად უნდა შთაენთქათ. მკვლევართა განცხადებით, ეს ვადები პირდაპირ წინააღმდეგობაშია ბებერ ნეიტრონულ ვარსკვლავთა პოპულაციის ასაკთან.
„ჩვენ მიერ მიღებული შედეგები მხარს უჭერს არგუმენტებს, რომლებიც ნეიტრონულ ვარსკვლავთა პოპულაციების ამჟამად არსებობას იყენებენ სამყაროს ბნელი მატერიის კონტენტში პირველყოფილ შავ ხვრელთა წვლილის გამოვლენისთვის, ანდაც ბნელი მატერიის იმ ნაწილაკებისთვის, რომლებმაც შეიძლება შავი ხვრელები ნეიტრონულ ვარსკვლავთა ბირთვში მას შემდეგ წარმოქმნეს, რაც ამ უკანასკნელებმა ისინი ჩაიჭირეს და გამოამწყვდიეს“, — წერენ მკვლევრები.
ასე რომ, ასეთი შედეგი კიდებ ერთ დარტყმაა პირველყოფილ შავ ხვრელებზე; თუმცა, ის მთლიანად მაინც არ გამორიცხავს ენდოპარაზიტულ შავ ხვრელებს. თუ კოსმოსში მართლაც დაცურავს ბნელი მატერიის ნაწილაკები, რომლებსაც ნეიტრონული ვარსკვლავები შთანთქავენ, არ არის გამორიცხული, რომ შემდეგ ისინი შავ ხვრელად კოლაფსირდნენ და უკვე ამის შემდე, მთლიანი ნეიტრონული ვარსკვლავის შავ ხვრელად გარდაქმნა დაიწყონ.
კვლევა ხელმისაწვდომია სერვერზე arXiv.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
