Από τις αρχέγονες μαύρες τρύπες νέα στοιχεία για τη σκοτεινή ύλη

Κινούμενοι μέσα σε κοσμικά δάση και ιστούς αράχνης στο βαθύ διάστημα, αναζητώντας απαντήσεις στην αρχή του Κόσμου. «Ελέγξαμε ένα σενάριο στο οποίο η σκοτεινή ύλη συντίθεται από μη-αστρικές μαύρες τρύπες, που σχηματίστηκαν στο αρχέγονο σύμπαν», λέει ο Riccardo Murgia, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που πρόσφατα δημοσιεύθηκε στο Physical Review Letters. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε με τη συνδρομή των συναδέλφων του Giulio Scelfo και Matteo Viel της SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati) και INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) και Alvise Raccanelli του CERN.

Στην εργασία, οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν στο πλήθος των PBHs (Primordial Black Holes) μάζας που είναι 50 φορές μεγαλύτερης από την ηλιακή μάζα. Εν συντομία, οι ερευνητές προσπάθησαν να περιγράψουν καλύτερα παραμέτρους που συνδέονται με την παρουσία τους (ειδικά μάζα και πλήθος) αναλύοντας την αλληλεπίδραση του φωτός που εκπέμπεται από εξαιρετικά απομακρυσμένα κβάζαρ με τον κοσμικό ιστό, ένα δίκτυο νημάτιων που συντίθενται από αέριο και σκοτεινή ύλη, παντού παρόντα στο σύμπαν. Μέσα σε αυτή την πυκνή ύφανση, οι ερευνητές έχουν επικεντρωθεί στο «δάσος Lyman-alpha», ειδικότερα στην αλληλεπίδραση των φωτονίων με το υδρογόνο των νημάτιων, που παρουσιάζει χαρακτηριστικά που συνδέονται με την θεμελιώδη φύση της σκοτεινής ύλης.

Τα αποτελέσματα της μελέτης μοιάζουν να φέρνουν σε μειονεκτική θέση την περίπτωση στην οποία όλη η σκοτεινή ύλη συντίθεται από έναν ορισμένο τύπο αρχέγονων μελανών οπών (αυτών με μάζα μεγαλύτερη από 50 φορές της μάζας του Ήλιου) αλλά που δεν αποκλείει εντελώς ότι θα μπορούσε να συνιστά ένα μέρος της. Τα συμπεράσματα αυτά, σημαντικά για την κατασκευή νέων θεωρητικών μοντέλων και για την ανάπτυξη νέων υποθέσεων σχετικά με τη φύση της σκοτεινής ύλης, προσφέρουν πολύ περισσότερο ακριβείς ενδείξεις για την παρακολούθηση του πολύπλοκου μονοπατιού της κατανόησης ενός από τα μεγαλύτερα μυστήρια του Κόσμου.

Πηγή: Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati

Περισσότερα στη δημοσίευση: Lyman-α Forest Constraints on Primordial Black Holes as Dark Matter. Physical Review Letters.

Σημείωση egno.gr: (*) Σειρά από γραμμές απορρόφησης στα φάσματα απομακρυσμένων γαλαξιών και κβάζαρ, που προκύπτουν από τις μεταπτώσεις ηλεκτρονίου στην εσωτερικότερη στοιβάδα του ατόμου του υδρογόνου.