[/Untertitel]
Für alle Fans von dunkler Materie und dunkler Energie da draußen gibt es jetzt eine weitere neue „Dunkelheit“, die der Liste hinzugefügt werden kann. Es wird „dunkles Schlucken“ genannt und beinhaltet einen Prozess, der erklären könnte, wie sich supermassereiche Schwarze Löcher im frühen Universum bilden konnten. Astronomen des University College of London (UCL) vermuten, dass Dark Gulping auftrat, wenn Gravitationswechselwirkungen zwischen dem unsichtbaren Halo der Dunklen Materie in einem Galaxienhaufen und dem im Halo der Dunklen Materie eingebetteten Gas auftraten. Dies geschah, als das Universum weniger als eine Milliarde Jahre alt war. Sie fanden heraus, dass die Wechselwirkungen dazu führen, dass die Dunkle Materie eine kompakte Zentralmasse bildet, die gravitativ instabil sein kann, und kollabiert. Der schnelle dynamische Kollaps ist das dunkle Schlucken.
Dr. Curtis Saxton und Professor Kinwah Wu, beide vom Mullard Space Science Laboratory des UCL, entwickelten ein Modell zur Untersuchung des Prozesses. Sie sagen, dass das dunkle Schlucken sehr schnell passiert wäre, ohne dass eine Spur elektromagnetischer Strahlung emittiert wurde.
Es gibt mehrere Theorien darüber, wie supermassereiche Schwarze Löcher entstehen. Eine Möglichkeit besteht darin, dass eine einzelne große Gaswolke kollabiert. Eine andere ist, dass ein Schwarzes Loch, das durch den Kollaps eines Riesensterns entstanden ist, enorme Mengen an Materie verschlingt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass eine Ansammlung kleiner Schwarzer Löcher miteinander verschmelzen. All diese Optionen dauern jedoch viele Millionen Jahre und stehen im Widerspruch zu jüngsten Beobachtungen, die darauf hindeuten, dass Schwarze Löcher existierten, als das Universum weniger als eine Milliarde Jahre alt war. Dark Gulping könnte eine Lösung dafür bieten, wie die Langsamkeit der Gasakkretion umgangen wurde und die schnelle Entstehung riesiger Schwarzer Löcher ermöglicht. Die betroffene dunkle Masse im kompakten Kern ist kompatibel mit der Größenordnung supermassereicher Schwarzer Löcher in heutigen Galaxien.
Dunkle Materie scheint die Dynamik von Galaxien und Galaxienhaufen gravitativ zu dominieren. Über Herkunft, Eigenschaften und Verteilung dunkler Teilchen gibt es jedoch noch viele Vermutungen. Obwohl es den Anschein hat, dass dunkle Materie nicht mit Licht interagiert, interagiert sie jedoch über die Schwerkraft mit gewöhnlicher Materie. „Frühere Studien haben die Wechselwirkung zwischen Gas und dunkler Materie ignoriert“, sagte Saxton, „aber durch die Berücksichtigung in unserem Modell haben wir ein viel realistischeres Bild erhalten, das besser zu den Beobachtungen passt und möglicherweise auch einige Einblicke in das Vorhandensein früher supermassereicher Schwarzer Löcher.“?
Dem Modell zufolge ist die Entwicklung einer kompakten Masse im Kern unvermeidlich. Durch die Abkühlung durch das Gas strömt es sanft in Richtung Zentrum ein. Das Gas kann bis zu 10 Millionen Grad heiß sein am Rand der Halos, die einen Durchmesser von wenigen Millionen Lichtjahren haben, mit einer kühleren Zone zum Kern hin, die ein wärmeres Inneres mit einigen tausend Lichtjahren Durchmesser umgibt. Das Gas kühlt nicht unbegrenzt ab, sondern erreicht eine Mindesttemperatur, die gut zu Röntgenbeobachtungen von Galaxienhaufen passt.
Das Modell untersucht auch, in wie viele Dimensionen sich die dunklen Partikel bewegen, da diese die Geschwindigkeit bestimmen, mit der sich der dunkle Halo ausdehnt und Wärme absorbiert und abgibt und letztendlich die Verteilung der dunklen Masse des Systems beeinflusst.
„Im Kontext unseres Modells implizieren die beobachteten Kerngrößen der Halos von Galaxienhaufen und die beobachtete Reichweite der Massen riesiger Schwarzer Löcher, dass Teilchen der Dunklen Materie zwischen sieben und zehn Freiheitsgraden haben“, sagte Saxton. ?Mit mehr als sechs nähert sich die innere Region der Dunklen Materie der Schwelle der gravitativen Instabilität, was die Möglichkeit eröffnet, dass dunkles Schlucken stattfindet.?
Die Ergebnisse wurden in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.
Quelle: RAS