Un nou studiu sugerează că găurile negre primordiale, formate imediat după Big Bang, ar fi putut juca un rol important în apariția primelor stele din Univers. Aceste rezultate oferă un cadru nou pentru a evalua dacă aceste obiecte ipotetice ar putea reprezenta o componentă a materiei întunecate, una dintre cele mai mari enigme ale cosmologiei moderne, potrivit Space.com.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Găurile negre primordiale sunt considerate a fi apărut în primele momente ale Universului, din fluctuații de densitate ale materiei, spre deosebire de găurile negre stelare care rezultă din moartea stelelor masive. Această diferență le conferă un potențial unic în studiile despre Universul timpuriu, întrucât ele nu depind de existența anterioară a stelelor.
„Am investigat modul în care găurile negre primordiale — găuri negre antice care s-ar fi putut forma în Universul timpuriu — ar fi putut influența nașterea primelor stele”, a declarat Stefano Profumo, cercetător la University of California, Santa Cruz. „Folosind simulări computerizate avansate, am constatat că, în funcție de masa și abundența lor, aceste găuri negre puteau fie să accelereze, fie să întârzie formarea primelor stele.”
Conform studiului, găurile negre cu mase cuprinse între 1.000 și 10.000 de mase solare ar fi putut acționa ca nuclee gravitaționale care au atras gaz și materie întunecată, favorizând formarea rapidă a stelelor și galaxiilor. În aceste condiții, ele ar fi contribuit la crearea de „halouri de materie întunecată”, regiuni în care materia se aglomerează și poate genera structuri cosmice.
„Găurile negre primordiale masive pot acționa ca niște centre gravitaționale extrem de puternice. În Universul timpuriu, ar fi putut atrage gaz și materie întunecată mai rapid, accelerând formarea galaxiilor și a stelelor”, a explicat Profumo.
Pe de altă parte, găurile negre cu mase mai mici de 100 de mase solare nu ar fi avut un efect pozitiv asupra procesului de formare stelară. Dimpotrivă, prin atracția lor gravitațională, ar fi creat forțe mareice în norii de gaz, încălzindu-i și împiedicând condensarea materiei necesare formării stelelor. Astfel, o abundență prea mare de astfel de obiecte ar fi dus la întârzierea apariției stelelor.
Rezultatele indică faptul că influența găurilor negre primordiale asupra formării stelare este o chestiune de echilibru: masele și abundența lor trebuie să se încadreze într-un interval „just right” pentru a susține acest proces.
Cercetarea are și implicații directe asupra studiilor privind materia întunecată. Deoarece aceasta nu interacționează cu lumina și nu este alcătuită din particule convenționale, găurile negre primordiale rămân una dintre ipotezele viabile. Totuși, noile simulări arată că scenariile în care aceste găuri negre sunt prea multe sau prea masive nu se potrivesc cu ceea ce știm despre evoluția Universului.
„Dacă găurile negre primordiale alcătuiesc materia întunecată, ele nu pot avea orice masă și nu pot fi prezente în orice cantitate”, a spus Profumo. „Dacă sunt prea multe sau prea masive, ar produce stele prea devreme. Dacă sunt prea mici și prea numeroase, ar împiedica formarea stelelor. Acest lucru ne oferă un nou mod de a exclude anumite scenarii pentru materia întunecată.”
Simulările au fost realizate cu ajutorul software-ului GIZMO și urmează să fie extinse pentru a include distribuții variate de mase și modelări mai detaliate ale proceselor de formare stelară. Studiul este disponibil în format preprint pe platforma arXiv.
