Voor alle fans van donkere materie en donkere energie die er zijn, is er nu nog een nieuwe 'donkere' om aan de lijst toe te voegen. Astronomen van het University College of London (UCL) stellen voor dat donkere slokdarm optreedt wanneer er gravitationele interacties waren tussen de onzichtbare halo van donkere materie in een cluster van sterrenstelsels en het gas ingebed in de halo van donkere materie. Dit gebeurde toen het heelal nog geen miljard jaar oud was. Ze ontdekten dat de interacties ervoor zorgen dat de donkere materie een compacte centrale massa vormt, die door zwaartekracht instabiel kan zijn, en instort. De snelle dynamische ineenstorting is het donkere slikken.
Dr. Curtis Saxton en professor Kinwah Wu, beiden van UCL's Mullard Space Science Laboratory, ontwikkelden een model om het proces te bestuderen. Ze zeggen dat het donkere slikken heel snel zou zijn gebeurd, zonder dat er een spoor van elektromagnetische straling was uitgezonden.
Er zijn verschillende theorieën over hoe superzware zwarte gaten ontstaan. Een mogelijkheid is dat een enkele grote gaswolk instort. Een ander is dat een zwart gat, gevormd door het instorten van een gigantische ster, enorme hoeveelheden materie opslokt. Nog een andere mogelijkheid is dat een cluster van kleine zwarte gaten samenvloeien. Al deze opties duren echter vele miljoenen jaren en staan haaks op recente waarnemingen die suggereren dat er zwarte gaten aanwezig waren toen het heelal nog geen miljard jaar oud was. Dark gulping kan een oplossing bieden voor hoe de traagheid van de gasaanwas werd omzeild, waardoor de gigantische zwarte gaten snel kunnen ontstaan. De aangetaste donkere massa in de compacte kern is compatibel met de schaal van superzware zwarte gaten in sterrenstelsels van vandaag.
Donkere materie lijkt de dynamiek van sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels door zwaartekracht te domineren. Er is echter nog veel giswerk over oorsprong, eigenschappen en verspreiding van donkere deeltjes. Hoewel het lijkt dat donkere materie geen interactie heeft met licht, werkt het wel via de zwaartekracht in op gewone materie. "Eerdere studies hebben de interactie tussen gas en de donkere materie genegeerd," zei Saxton, "maar door het in ons model op te nemen, hebben we een veel realistischer beeld verkregen dat beter bij observaties past en mogelijk ook enig inzicht heeft verkregen in de aanwezigheid van vroege superzware zwarte gaten. ”?
Volgens het model is de ontwikkeling van een compacte massa in de kern onvermijdelijk. Door afkoeling door het gas stroomt het zachtjes naar het midden toe. Het gas kan tot 10 miljoen graden zijn aan de rand van de halo's, die een paar miljoen lichtjaar in diameter zijn, met een koelere zone naar de kern, die een warmer interieur omringt met een paar duizend lichtjaren in doorsnee. Het gas koelt niet eindeloos af, maar bereikt een minimumtemperatuur, die goed past bij röntgenobservaties van sterrenstelselclusters.
Het model onderzoekt ook hoeveel dimensies de donkere deeltjes bewegen, aangezien deze de snelheid bepalen waarmee de donkere halo uitzet en warmte absorbeert en afgeeft, en uiteindelijk de verdeling van donkere massa in het systeem beïnvloedt.
"In de context van ons model impliceren de waargenomen kerngroottes van clusterhalo's van sterrenstelsels en het waargenomen bereik van gigantische massa's van zwarte gaten dat donkere materiedeeltjes tussen zeven en tien vrijheidsgraden hebben", zei Saxton. ? ”Met meer dan zes, nadert het binnenste gebied van de donkere materie de drempel van zwaartekrachtsinstabiliteit, waardoor de mogelijkheid wordt geopend dat er donkere slikken plaatsvinden.?
De bevindingen zijn gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Bron: RAS
