För alla dina mörka ämnen och mörka energi fans där ute, nu finns det en ny "mörk" att lägga till i listan. Astronomer från University College of London (UCL) föreslår att mörk gulping inträffade när det fanns gravitationsinteraktioner mellan den osynliga halo av mörk materia i ett kluster av galaxer och gasen inbäddad i den mörka materiehalo. Detta inträffade när universum var mindre än en miljard år gammalt. De fann att växelverkningarna gör att den mörka materien bildar en kompakt central massa, som kan vara gravitativt instabil, och kollapsar. Den snabba dynamiska kollapsen är den mörka gulpingen.
Dr Curtis Saxton och professor Kinwah Wu, båda av UCL: s Mullard Space Science Laboratory, utvecklade en modell för att studera processen. De säger att den mörka gulpingen skulle ha hänt mycket snabbt utan att ett spår av elektromagnetisk strålning hade avgivits.
Det finns flera teorier för hur supermassiva svarta hål bildas. En möjlighet är att ett enda stort gasmoln kollapsar. En annan är att ett svart hål som bildas genom en jätte- stjärns kollaps sväljer upp enorma mängder materia. Ännu en möjlighet är att ett kluster av små svarta hål smälter samman. Men alla dessa alternativ tar många miljoner år och är i strid med de senaste observationer som antyder att svarta hål fanns när universum var mindre än en miljard år gammalt. Mörk gulping kan ge en lösning på hur långsamhet gasuttaget kringgås, vilket möjliggör snabb uppkomst av gigantiska svarta hål. Den drabbade mörka massan i den kompakta kärnan är kompatibel med skalan av supermassiva svarta hål i galaxer idag.
Mörkmaterial tycks gravitationsmässigt dominera galaxernas och galaxklusterens dynamik. Det finns dock fortfarande en hel del antaganden om ursprung, egenskaper och distribution av mörka partiklar. Det verkar som att mörk materia inte interagerar med ljus, men interagerar med vanlig materia via tyngdkraften. "Tidigare studier har ignorerat samspelet mellan gas och den mörka materien," sa Saxton, "men genom att ta hänsyn till den i vår modell har vi uppnått en mycket mer realistisk bild som passar bättre med observationer och kanske också fått lite insikt i förekomsten av tidiga supermassiva svarta hål. ”?
Enligt modellen är utvecklingen av en kompakt massa i kärnan oundviklig. Kylning av gasen får den att flyta försiktigt in mot mitten. Gasen kan vara upp till 10 miljoner grader i utkanten av glorierna, som är få miljoner ljusår i diameter, med en svalare zon mot kärnan, som omger ett varmare inre några tusen ljusår över. Gasen kyls inte på obestämd tid, men når en minimitemperatur, som passar bra med röntgenobservationer av galaxkluster.
Modellen undersöker också hur många dimensioner de mörka partiklarna rör sig i, eftersom dessa bestämmer hastigheten med vilken den mörka gloria expanderar och absorberar och avger värme och i slutändan påverkar fördelningen av mörkmassan i systemet.
"I samband med vår modell innebär de observerade kärnstorlekarna i galaxklusterhalor och det observerade utbudet av gigantiska svarthålsmassor att mörka materialpartiklar har mellan sju och tio grader av frihet," sa Saxton. ? ”Med mer än sex närmar sig den inre regionen av den mörka materien tröskeln för gravitationsinstabilitet, vilket öppnar upp för möjligheten att mörk gulping äger rum.?
Resultaten har publicerats i de månatliga meddelandena från Royal Astronomical Society.
Källa: RAS
