يمكن أن تخلق المادة المظلمة ثقوبًا سوداء تلتهم الكواكب الخارجية من الداخل

عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.

تشير الأبحاث الجديدة إلى أن المادة المظلمة يمكن أن تتجمع على مدى فترات زمنية واسعة في قلب الكواكب بحجم كوكب المشتري ، مما يخلق ثقوبًا سوداء تأكل هذه العوالم من الداخل. قد يعني هذا المفهوم المذهل الكواكب خارج القطب ، أو “الكواكب الخارجية” ، يمكن استخدامها لدراسة لغز المادة المظلمة.

في هذا النموذج الجديد ، يمكن احتجاز جزيئات المادة المظلمة الثقيلة عن طريق الكواكب الخارجية ، وفقدان الطاقة والانجراف نحو قلب هذا العالم. بمجرد الوصول إلى هناك ، تتراكم جزيئات المادة المظلمة الثقيلة هذه حتى تنهار ، وتشكل ثقبًا أسود. ثم يأكل هذا الثقب الأسود بخارق طريقه للخروج من كوكبها المضيف.

ومع ذلك ، لا تعمل هذه النظرية الجديدة المظلمة/الثقب الأسود مع جميع وصفات الثقوب السوداء. على سبيل المثال ، إذا كانت جزيئات المادة المظلمة تلتقي وتلتيح بعضها البعض كما تشير بعض النماذج (كما يحدث عندما تلتقي الإلكترونات بجسيماتها المضادة ، البوزيترونات) ، فلن يكون من الممكن أن يجتمعوا بكميات مطلوبة للانهيار وتوليد ثقب أسود.

المسألة المظلمة تزعج العلماء لأنه ، على الرغم من حقيقة أنها تمثل 85 ٪ من “الأشياء” في الكون ، ليس لدينا أي فكرة عما هو عليه. إن حقيقة أن المادة المظلمة لا تتفاعل مع الضوء تعني أنها لا يمكن أن تتكون من الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات التي تشكل الذرات التي تشكل كل ما نراه من حولنا: المادة العادية للكون – النجوم ، الكواكب ، الأقمار ، الكائنات الحية ، إلخ. هذا الافتقار إلى التفاعل مع الإشعاع الكهرومغناطيسي يجعل المادة المظلمة غير قابلة للتنفيذ. لقد أدى هذا اللغز إلى أن يقترح العلماء جميع أنواع الجزيئات المختلفة التي قد تفسر المادة المظلمة ، والتي لها خصائص مختلفة.

ولكن هناك تحذير آخر إلى وصفة المادة المظلمة اللازمة لحدوث هذه العملية. يجب أن يكون للجزيئات المكونة كتل كبيرة جدًا. يستبعد هذا واحدة من أكثر جزيئات المرشحين للمادة المظلمة تفضيلًا ، وهو الفأس ، والجسيم الافتراضي مع كتلة صغيرة جدًا.

وقال مهردا فوروتان مهر في بيان “إذا كانت جزيئات المادة المظلمة ثقيلة بما فيه الكفاية ولا تنزلق ، فقد تنهار في النهاية إلى ثقب أسود صغير”. “إذا كانت جزيئات المادة المظلمة ثقيلة بما فيه الكفاية ولا تُخبر ، فقد تنهار في النهاية إلى ثقب أسود صغير.”

كيف تولد الثقوب السوداء المظلمة؟

حاليًا ، فإن أخف الثقوب السوداء التي ندركها هي الثقوب السوداء الجماعية المزعومة. ويعتقد أن هذه لديها جماهير تتراوح بين حوالي 3 و 100 مرة من كتلة الشمس. المنطق وراء هذا سليم ، حيث تولد هذه الثقوب السوداء عندما تنفد النجوم الضخمة من الوقود النووي في نهاية حياتهم. كما انفجار supernova يخرج الطبقات الخارجية من هذه النجوم ، ينهار النوى النجمية.

وهذا يعني أن مجموعة الكتلة من الثقوب السوداء الكتلة النجمية يتم وضعها بواسطة جماهير نجوم السلف التي أنشأتها. علاوة على ذلك ، يتم تحديد الكتلة السفلية من خلال حقيقة أن النجوم التي تقل عن 1.4 أضعاف كتلة الشمس (وهي قيمة تُعرف باسم حد Chandrasekhar) لا يمكن أن تذهب supernova ، لذلك لا يمكن ولادة ثقب أسود أو نجمة نيوترون. بدلاً من ذلك ، تترك هذه النجوم وراء قزم أبيض.

هناك حد كبير آخر يجب مراعاته أيضًا. يقسم حد Tolman -Openheimer -Volkoff (TOV) النوى النجمية التي تخلق ثقوبًا سوداء وتلك التي نجوم النيوترون. على الرغم من أنه أقل تعريفًا جيدًا من حد Chandrasekhar ، إلا أن حد TOV يشير إلى أنه بعد إخراج معظم المسألة ، يجب أن يكون لبس النجمة ما لا يقل عن 2.2 إلى 2.9 ضعف كتلة الشمس لتشكيل ثقب أسود.

هذا الحد غير مؤكد ، حيث أن أخف ثقب أسود قد اكتشفناه وأكدناه هو حوالي 3.8 أضعاف كتلة الشمس ، في حين أن الأثقل الذي تم اكتشاف نجم النيوترون الذي تم اكتشافه في 2.4 كتل شمسية.

ستكون هذه الثقوب السوداء التي تتناول الكوكب أكثر ضآلة من ثقب أسود من الكتلة النجمية الأكثر أخفًا إذا تبنوا كتلة الكوكب التي يلتهمونها. يقترح الفريق أن هذه العملية يمكن أن تحدث داخل الكواكب ذات الجماهير مثل كوكب المشتري ، والتي لديها حوالي 0.001 أضعاف كتلة الشمس.

وقال فوروتان ماير: “في الكواكب الخارجية الغازية من مختلف الأحجام ودرجات الحرارة والكثافة ، يمكن أن تتشكل الثقوب السوداء على علامات زمنية يمكن ملاحظتها ، وربما تولد ثقوبًا سوداء متعددة في حياة كوكب خارج الكواكب الكواكب الخارجية”. “توضح هذه النتائج كيف يمكن استخدام استطلاعات الكواكب الخارجية للبحث عن جزيئات المادة المظلمة الثقيلة ، وخاصة في المناطق التي يُفترض أنها غنية بالمواد المظلمة مثل مركز المجرة في درب التبانة.”

بالطبع ، بخلاف مشاهدة كوكب يلتهم من الداخل إلى الخارج ، فإن مسار الخلق للثقوب السوداء الكتلة النجمية وحد TOV يعني أن اكتشاف ثقب أسود مع كتلة أقل من الشمس يمكن أن يدعم نظرية الفريق.

وقال فوروتان ماير “إن اكتشاف ثقب أسود مع كتلة الكوكب سيكون بمثابة اختراق كبير”. “إذا كان علماء الفلك لاكتشاف أ سكان من الثقوب السوداء بحجم الكوكب ، يمكن أن تقدم أدلة قوية لصالح نموذج المادة المظلمة غير المذهلة. “

القصص ذات الصلة:

– المادة المظلمة التي تم التقاطها قد تحول بعض “النجوم الفاشلة” إلى “Dark Dwarfs”

– يمكن أن تحل نجوم البهجة المظلمة 'Matter' Matter 'Framping “واحدة من أعظم الألغاز العلمية

– ماذا لو كنا نفكر في المسألة المظلمة كلها خاطئة ، يتساءل العالم

هذه النظرية الجديدة ، إلى جانب الكتالوج المتزايد للكواكب الخارجية ، مع أكثر من 5000 عوالم خارج النظام الشمسي ، تعني أن هذه الكواكب يمكن الآن إضافة هذه الكواكب إلى الأجسام السماوية التي تم اقتراحها كتحقيقات في المادة المظلمة.

مثال على ذلك هو الاقتراح بأن بعض المرشحين للمادة المظلمة يمكن أن يصبحوا محاصرين في النجوم النيوترونية ، والتجمع وإبلاغ بعضهم البعض بالتدريج وبالتالي تسخين هذه البقايا النجمية.

وقال فوروتان ماير: “لذلك ، إذا كنا نلاحظ نجمة نيوترونية قديمة وباردة ، فقد يستبعد بعض خصائص المادة المظلمة ، حيث من المتوقع نظريًا تسخينها”.

يمكن أن يؤدي محاصرة المادة المظلمة داخل الكواكب الخارجية أيضًا إلى التدفئة داخل هذه العوالم أو قد تتسبب في انبعاث إشعاع الطاقة العالية.

وخلص “فوروتان ماير” إلى أن “أدوات اليوم ليست حساسة بما يكفي للكشف عن هذه الإشارات. قد تتمكن التلسكوبات المستقبلية وبعثات الفضاء من التقاطها”. “مع مواصلة جمع المزيد من البيانات وفحص الكواكب الفردية بمزيد من التفصيل ، قد توفر الكواكب الخارجية رؤى مهمة حول طبيعة المادة المظلمة.”

تم نشر بحث الفريق يوم الأربعاء (20 أغسطس) في مجلة المراجعة المادية D.