Statistinė 740 supernovos sprogimų analizė parodė, kad juodosios skylės gali sudaryti ne daugiau kaip 40 procentų Visatos tamsiosios medžiagos tūrio, o tai savo ruožtu įkala dar vieną vinį į masyvių astrofizinių kompaktiškų aureolių objektų teorijos karstą. Pagal šią teoriją, pirmapradės juodosios skylės gali būti tamsiosios materijos šaltinis. Dviejų amerikiečių mokslininkų iš Kalifornijos universiteto Berklyje pastebėjimas kelia šią teoriją abejonių.
2016 m. Vasario mėn. Lazerinės interferometrinės gravitacijos bangų observatorijos (LIGO) mokslininkai paskelbė naują astronomijos erą. Tyrėjai pirmą kartą atrado numatomas gravitacines bangas, kurias sukūrė pora susidūrusių juodųjų skylių. Be nuostabaus paties atradimo pobūdžio, gravitacinių bangų atradimas atgaivino seną teoriją, kad tamsioji materija yra masyvių astrofizinių kompaktiškų aureolių objektų (MACHO), ypač tankių objektų, kurie neskleidžia šviesos, darinys.
Remiantis šiuolaikinėmis prielaidomis, tamsioji materija gali sudaryti iki 85 procentų visos Visatos materijos tūrio, tačiau fizikai šio materijos dar neatrado, todėl jie nežino, kas tai yra. Tamsiosios materijos egzistavimo tema aktyviai diskutavo apie save po to, kai amerikiečių astronomė Vera Rubin 70-aisiais, tyrinėdama galaktikų sukimosi kreives, atskleidė numatomo galaktikų žiedinio judėjimo ir stebimo judėjimo neatitikimus (žvaigždės galaktikų pakraštyje turėtų suktis lėčiau nei tos, kurios yra arčiau iki galaktikos centro, tačiau stebėjimas parodė, kad išorinių ir vidinių žvaigždžių sukimosi greitis iš tikrųjų buvo vienodas). Šis faktas, žinomas kaip „galaktikos sukimosi problema“, tapo vienu iš pagrindinių tamsiosios materijos egzistavimo įrodymų. Tačiau klausimas, arkokia tamsioji materija vis dar liko ir lieka atvira.
Per ateinančius kelis dešimtmečius buvo pasiūlyta daug kandidatų į tamsiosios materijos vaidmenį. Šiandien populiariausios yra tokios dalelės kaip ašys arba silpnai sąveikaujančios dalelės. Tačiau objektai (ypač juodosios skylės), kuriuos MACHO teorija pasiūlė keliais dešimtmečiais anksčiau, buvo laikomi pagrindiniu tamsiosios materijos šaltiniu. Remiantis šia teorija, tamsioji materija iš tikrųjų susideda iš bariono dalelių (paprastosios materijos dalelių, kurias galima pamatyti), judančių tarpžvaigždinėje erdvėje, nesusijusių su jokia planetos sistema ir praktiškai (arba visiškai) neskleidžiančios energijos. Remiantis teorija, MACHO gali atstovauti neutronų žvaigždėms, rudiesiems nykštukams, našlaičių planetoms ir pirmapradėms juodosioms skylėms, kurios atsirado netrukus po Didžiojo sprogimo.
90-aisiais MACHO objektų teorija išėjo iš mados. Mokslininkai sutelkė tamsiosios medžiagos šaltinio dalelėse paiešką, tačiau neseniai atliktas LIGO atradimas pakartotinai domėjosi juodosiomis skylėmis kaip galimu nematomos tamsiosios materijos paaiškinimu.
Kadangi pagal teoriją MACHO objektai neišskiria jokios energijos, stebėtojui šie objektai bus „tamsūs“, tai yra nematomi. Remdamiesi tuo, mokslininkai tikėjosi juos aptikti naudodami gravitacinio mikrolensavimo efektą. Tai stebimo objekto šviesos bangų kreivumo reiškinys stebėtojo atžvilgiu dėl labai galingo labai tankių ir masyvių objektų, esančių tarp stebimo objekto ir stebėtojo, gravitacijos lauko. Šis efektas gali žymiai padidinti nuo mūsų labai nutolusių žvaigždžių ryškumą ir leisti pamatyti tuos objektus, kurių neįmanoma pamatyti įprastais tradiciniais stebėjimo metodais. Gravitacinių lęšių vaidmenį gali atlikti, pavyzdžiui, galaktikos, galaktikos sankaupos ir juodosios skylės.
Kalifornijos universiteto (Berkeley) fizikai Miguelis Tsumalakraregi ir Urosas Selyakas atliko sudėtingą 740 supernovos sprogimų - ypač ryškių žvaigždžių sprogimų - duomenų analizę, norėdami atsekti pirmapradžių juodųjų skylių indėlį į supernovos šviesos kreivumą ir amplifikaciją. Supernovos sprogimus astronomai dažnai naudoja matuodami atstumus visatoje, nes šie objektai pasižymi neįtikėtinu ryškumu, kuris mažėja labai lėtai, leidžiantis atlikti skaičiavimus. Tyrimas paskelbtas žurnale „Physical Review Letters“.
Mokslininkai padarė prielaidą, kad kelių dešimtųjų procentų ryškumo nuokrypis, rodantis mikrolensavimo poveikį juodosioms skylėms ir paaiškinamas nematomos tamsiosios medžiagos mase, bus nustatytas mažiausiai 8 iš 740 stebėtų supernovų. Tačiau mokslininkai niekada nerado nė vieno nukrypimo, rodančio mikrolensavimą ant juodosios skylės.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Tyrimo išvados neatmeta juodųjų skylių kaip tamsiosios materijos šaltinių, tačiau žymiai riboja jų indėlį į jos tūrį Visatos viduje. Manoma, kad net jei juodosios skylės prisideda prie reiškinių, susijusių su tamsiąja materija, tai yra ne daugiau kaip 40 proc. Anot autorių, jie jau turi ir dar nepaskelbė išsamesnės analizės, apėmusios daugiau nei 1 000 supernovų, rezultatų ir verčia dar labiau sumažinti šį skaičių - iki 23 procentų.
„Vėl grįžtame prie įprastų diskusijų. Kas yra tamsioji materija? Panašu, kad mums nėra gerų variantų. Tai iššūkis kitoms kartoms “, - sako profesorius Urogas Selyakas.