O echipă de cercetători a prezis că Telescopul Spațial Nancy Grace Roman al NASA ar putea descoperi o clasă de “găuri negre ușoare” care până acum a scăpat detectării. Acești oameni de știință au ajuns la concluzia că unele “găuri negre primordiale”, inclusiv unele cu mase similare cu cea a Pământului, ar fi putut să se formeze în primele momente haotice ale universului timpuriu.
William DeRocco, un cercetător postdoctoral la Universitatea din California Santa Cruz, care a condus un studiu despre cum Telescopul Roman ar putea să le descopere, a declarat că “detectarea unei populații de găuri negre primordiale de masă asemănătoare cu cea a Pământului ar fi un pas incredibil atât pentru astronomie, cât și pentru fizica particulelor, deoarece aceste obiecte nu pot fi formate prin niciun proces fizic cunoscut”. Un articol care descrie rezultatele a fost publicat în jurnalul Physical Review D. “Dacă le găsim, va zgudui domeniul fizicii teoretice.”
Cele mai mici găuri negre care se formează în prezent apar atunci când o stea masivă își epuizează combustibilul. Presiunea sa externă scade pe măsură ce fuziunea nucleară încetează, astfel încât tracțiunea gravitațională interioară câștigă războiul. Steaua se contractă și poate deveni atât de densă încât devine o gaură neagră.
Cu toate acestea, există o masă minimă necesară: cel puțin de opt ori mai mare decât a Soarelui nostru. Stelele mai ușoare vor deveni fie pitice albe, fie stele neutronice.
În condițiile universului foarte devreme, însă, s-ar fi putut forma găuri negre mult mai ușoare. Una care cântărea cât Pământul ar avea un orizont de eveniment – punctul fără întoarcere pentru obiectele care cad – aproximativ la fel de larg ca o monedă de 10 cenți din SUA.
Exact în momentul în care universul era în curs de naștere, oamenii de știință cred că a trecut printr-o fază scurtă dar intensă cunoscută sub numele de inflație, când spațiul s-a extins mai repede decât viteza luminii. În aceste condiții speciale, zonele mai dense decât mediile lor ar fi putut să colapseze pentru a forma găuri negre primordiale de masă mică.
În timp ce teoria prezice că cele mai mici dintre ele ar trebui să se evaporeze înainte ca universul să-și fi atins vârsta actuală, cele cu mase similare cu a Pământului ar fi putut supraviețui.
Descoperirea acestor obiecte mici ar avea un impact enorm asupra fizicii și astronomiei.
“Ar afecta totul, de la formarea galaxiilor la conținutul de materie întunecată al universului și la istoria cosmică”, a spus Kailash Sahu, un astronom de la Institutul de Științe ale Telescopului Spațial din Baltimore, care nu a fost implicat în studiu. “Confirmarea identităților lor va fi o muncă grea și astronomii vor avea nevoie de multă convingere, dar merită cu siguranță.”
Observațiile au deja dezvăluit indicii că astfel de obiecte ar putea pândi în galaxia noastră. Gaurile negre primordiale ar fi invizibile, dar cutele în spațiu-timp au ajutat la identificarea unor posibili suspecți.
Microlentilizarea este un efect observațional care apare pentru că prezența masei deformează structura spațiu-timpului, asemenea amprentei pe care o face o minge de bowling când este așezată pe o trambulină. De fiecare dată când un obiect intervenitor pare să se apropie de o stea din fundal din perspectiva noastră, lumina stelei trebuie să traverseze spațiul-timpul deformat în jurul obiectului. Dacă alinierea este extrem de apropiată, obiectul poate acționa ca o lentilă naturală, focalizând și amplificând lumina stelei din fundal.
Grupuri separate de astronomi care folosesc date de la MOA (Observații de Microlentilizare în Astrofizică) – o colaborare care efectuează observații de microlentilizare folosind Observatorul Universității Mount John din Noua Zeelandă – și OGLE (Experimentul de Lentilizare Gravitațională Optică) au descoperit o populație neașteptat de mare de obiecte izolate cu masa Pământului.
Teoriile de formare și evoluție a planetelor prezic anumite mase și abundanțe de planete rătăcitoare – lumi care rătăcesc prin galaxie fără să fie legate de o stea. Observațiile MOA și OGLE sugerează că există mai multe obiecte cu masa Pământului care derivează prin galaxie decât prevăd modelele.
“Nu există o modalitate de a distinge între găurile negre de masă Pământului și planetele rătăcitoare pe o bază de caz în caz”, a spus DeRocco. Dar oamenii de știință se așteaptă ca Roman să găsească de zece ori mai multe obiecte în această gamă de mase decât telescoapele terestre. “Roman va fi extrem de puternic în diferențierea statistică între cele două.”
DeRocco a condus un efort pentru a determina câte planete rătăcitoare ar trebui să fie în acea gamă de mase și câte găuri negre primordiale ar putea distinge Roman între ele.
Găsirea găurilor negre primordiale ar dezvălui informații noi despre universul foarte devreme și ar sugera cu tărie că o perioadă timpurie de inflație a avut loc într-adevăr. Ar putea, de asemenea, să explice un procent mic din misterioasa materie întunecată pe care oamenii de știință spun că o compun majoritatea masei universului nostru, dar până acum nu au putut să o identifice.
“Acesta este un exemplu interesant de ceva suplimentar pe care oamenii de știință ar putea să îl facă cu datele pe care Roman deja le va obține în timp ce caută planete,” a spus Sahu. “Și rezultatele sunt interesante, indiferent dacă oamenii de știință găsesc dovezi că găurile negre de masă Pământului există. Ar întări înțelegerea noastră a universului în orice caz.”
Telescopul Spațial Nancy Grace Roman este gestionat la Centrul de Zbor Spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland, cu participarea Laboratorului de Propulsie al NASA și Caltech/IPAC din California de Sud, Institutul de Științe ale Telescopului Spațial din Baltimore și o echipă științifică formată din cercetători din diverse instituții de cercetare. Partenerii industriali principali sunt BAE Systems, Inc din Boulder, Colorado; L3Harris Technologies din Rochester, New York; și Teledyne Scientific & Imaging din Thousand Oaks, California.
Acest titlu a fost scris de inteligență artificială Chat GPT, unele date pot fi incorecte. Pentru stirea originala, verificati sursa: Link catre sursa
Sursa si foto: NASA
Mai multe gasiti pe pagina de Facebook stiridinromania.ro!
Daca ati fost martorii unui eveniment sau ai unei situatii neobisnuite care ar putea deveni subiect de stire, contactati-ne la admin @ stiridinromania.ro sau pe contul nostru de Facebook stiridinromania.ro!
