Für alle Fans von Dunkler Materie und Dunkler Energie gibt es jetzt ein weiteres neues "Dunkles", das der Liste hinzugefügt werden kann. Astronomen des University College of London (UCL) schlagen vor, dass dunkles Schlucken auftrat, wenn Gravitationswechselwirkungen zwischen dem unsichtbaren Lichthof der dunklen Materie in einem Galaxienhaufen und dem im Lichthof 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 zusammenbricht. Der schnelle dynamische Zusammenbruch ist das dunkle Schlucken.
Dr. Curtis Saxton und Professor Kinwah Wu, beide vom Mullard Space Science Laboratory der UCL, entwickelten ein Modell zur Untersuchung des Prozesses. Sie sagen, dass das dunkle Schlucken sehr schnell geschehen wäre, ohne dass eine Spur elektromagnetischer Strahlung emittiert worden wäre.
Es gibt verschiedene Theorien darüber, wie sich supermassereiche Schwarze Löcher bilden. Eine Möglichkeit besteht darin, dass eine einzelne große Gaswolke zusammenbricht. Ein weiterer Grund ist, dass ein durch den Zusammenbruch eines riesigen Sterns gebildetes Schwarzes Loch enorme Mengen an Materie verschluckt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass eine Gruppe kleiner schwarzer Löcher miteinander verschmilzt. Alle diese Optionen dauern jedoch viele Millionen Jahre und stehen im Widerspruch zu jüngsten Beobachtungen, die darauf hindeuten, dass Schwarze Löcher vorhanden waren, als das Universum weniger als eine Milliarde Jahre alt war. Dunkles Schlucken kann eine Lösung dafür sein, wie die Langsamkeit der Gasakkretion umgangen wurde, was das schnelle Entstehen riesiger Schwarzer Löcher ermöglicht. Die betroffene dunkle Masse im kompakten Kern ist mit der heutigen Skala supermassiver Schwarzer Löcher in Galaxien kompatibel.
Dunkle Materie scheint die Dynamik von Galaxien und Galaxienhaufen gravitativ zu dominieren. Es gibt jedoch immer noch viele Vermutungen über Herkunft, Eigenschaften und Verteilung dunkler Partikel. Während es so aussieht, als ob dunkle Materie nicht mit Licht interagiert, interagiert sie 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 erzielt, das besser zu Beobachtungen passt und möglicherweise auch Einblicke in diese gewonnen hat." das Vorhandensein von frühen supermassiven Schwarzen Löchern. “?
Nach dem Modell ist die Entwicklung einer kompakten Masse im Kern unvermeidlich. Durch die Abkühlung durch das Gas fließt es sanft in Richtung Zentrum. Das Gas kann am Rande der Halos mit einem Durchmesser von wenigen Millionen Lichtjahren bis zu 10 Millionen Grad betragen, mit einer kühleren Zone zum Kern hin, die ein wärmeres Inneres mit einem Durchmesser von einigen tausend Lichtjahren umgibt. Das Gas kühlt nicht unbegrenzt ab, sondern erreicht eine Mindesttemperatur, die gut zu Röntgenbeobachtungen von Galaxienhaufen passt.
Das Modell untersucht auch, in wie vielen Dimensionen sich die dunklen Partikel bewegen, da diese die Geschwindigkeit bestimmen, mit der sich der dunkle Lichthof ausdehnt und Wärme absorbiert und abgibt, und letztendlich die Verteilung der dunklen Masse des Systems beeinflussen.
"Im Kontext unseres Modells implizieren die beobachteten Kerngrößen von Galaxienhaufenhalos und der beobachtete Bereich riesiger Schwarzlochmassen, dass Teilchen der dunklen Materie zwischen sieben und zehn Freiheitsgraden haben", sagte Saxton. ? ”Mit mehr als sechs nähert sich der innere Bereich der dunklen Materie der Schwelle der Gravitationsinstabilität und eröffnet die Möglichkeit eines dunklen Schluckens.
Die Ergebnisse wurden in den monatlichen Mitteilungen der Royal Astronomical Society veröffentlicht.
Quelle: RAS
