(c) Graphicstock

Temnou hmotu mají tvořit černé díry o hmotnosti planet

Černé díry se jako možné vysvětlení temné hmoty navrhují již nějakou dobu; do modelů zapadají tím, že se svým okolím interagují (skoro) pouze gravitačně. Černých děr s hmotnostmi hvězd ale prostě není dost, temné hmoty potřebujeme víc (poznámka: samozřejmě ji můžeme přiřadit objektům různého typu). Nová studie počítá s primordiálními černými děrami, tedy takovými, které by se formovaly ne z hvězd, ale krátce po velkém třesku. Mělo by jít o objekty s hmotnostmi planet nebo menšími – tomu odpovídá velikost jablka nebo dokonce zrnka písku (pro hmotnost odpovídající planetce).
Nemáme žádné důkazy (pozorování) o existenci takových černých děr, nový výzkum s výsledky publikovanými prozatím pouze na arXiv se touto možností nicméně zabýval znovu. Tato studie mírně vylepšuje původní model a navrhuje, že primordiální černé díry s různými hmotnostmi vznikly téměř okamžitě po velkém třesku. Z modelu vyplývá, že některé z těchto černých děr mohly vytvořit zárodky prvních hvězd a největší primordiální černé díry dokázaly rychle vyrůst v supermasivní černé díry tím, že pohltily okolní vodík a helium. To by vysvětlovalo, že galaxie a jejich supermasivní černé díry se zformovaly tak brzy/rychle (jak to teď alespoň vypadá). A konečně, nejmenší primordiální černé díry by byly dostatečně běžné, aby vysvětlily právě temnou hmotu…
Jaké by mohly být experimentální důkazy pro tento model? Snad by se zde mohl uplatnit i nově zprovozněný dalekohled Jamese Webba. Malé černé díry by mohly vyzařovat pomocí Hawkingova záření, a to v detekovatelném množství (poznámka: u černých děr hvězdné velikosti jsme Hawkingovo záření nikdy nezaznamenali, a to je s modely v souladu, i když Stephenu Hawkingovi možná právě kvůli tomu utekla Nobelova cena). Raný vesmír by pak měl obsahovat nadbytek (větší než jinak předpokládané množství) infračerveného záření.
Obrázek níže ukazuje, že gravitační vlny z fúzí primordiálních černých děr by mohl zachytit také interferometr LISA.
Dále je zde vidět rozdíl modelů vývoje vesmíru s primordiálními černými děrami a bez nich. S černými děrami by byla temná fáze kratší a první hvězdy by vznikaly rychleji.


Kredit: ESA/UniverseToday
Zdroj: Brian Koberlein: Primordial Black Holes Could Explain Dark Matter and the Growth of Supermassive Black Holes at the Same Time, UniverseToday.com
Cappelluti, Nico, Günther Hasinger, and Priyamvada Natarajan. “Exploring the high-redshift PBH-LCDM Universe: early black hole seeding, the first stars and cosmic radiation backgrounds.” arXiv preprint arXiv:2109.08701 (2021).

Poznámky PH:
Jak by z černé díry mohla vzniknout klasická hvězda (viz výše)? Respektive cokoliv jiného než větší černá díra?
Jak rychle by se tyto černé díry prostřednictvím Hawkingova záření „vypařily“? Máme-li vysvětlit temnou hmotu, potřebujeme, aby vydržely až do současnosti.

Credit: (c) NASA/JPL-Caltech/DSS

Druhá nejbližší „galaktická“ černá díra může být nezvykle velká

Leo I je jednou z trpasličích satelitních galaxií obíhajících Mléčnou dráhu. Zajímavé je, že podle …

2 comments

  1. Jakou hmotu představují elektrické a magnetické síly ve vesmíru?

  2. Zdenek Mazanec

    Ve skutečnosti je už vypařit mohly, případně se jich mohla vypařit většina. Možná proto nám v blízkých galaxiích temná hmota nechybí, tuším se tu o tom psalo. Naproti tomu hodně vzdálené galaxie vidíme v době, kdy jestě tyto černé díry existovaly a proto nám jejich chování nesedí.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close