Nowa strategia wyszukiwania przyspiesza polowanie na pierwotne czarne dziury

Niektóre z teorii wczesnego Wszechświata przewidują fluktuacje gęstości, które mogłyby wytworzyć małe „pierwotne czarne dziury” a niektóre spośród nich mogą dzisiaj dryfować przez nasze galaktyczne sąsiedztwo, będąc jasnymi źródłami promieniowania gamma.

Naukowcy analizując dane z Kosmicznego Teleskopu Fermiego w poszukiwaniu pierwotnych czarnych dziur napotykają na pustkę, jednak ich negatywne wyniki nadal pozwalają im określić górną granicę liczby tych małych czarnych dziur, które mogą czaić się w pobliżu Ziemi.

Zrozumienie, ile pierwotnych czarnych dziur znajduje się w pobliżu może pomóc astronomom lepiej zrozumieć wczesny Wszechświat. Czarne dziury o małej masie będą emitować promieniowanie gamma wywołane promieniowaniem Hawkinga (przewidywanie teoretyczne pochodzące z pracy fizyka Stephena Hawkinga oraz innych). Hawking wykazał, że efekty kwantowe mogą powodować powstawanie par cząstka-antycząstka w pobliżu horyzontu zdarzeń czarnej dziury, pozwalając jednej z cząstek wpaść do czarnej dziury a drugiej uciec. W rezultacie czarna dziura emituje promieniowanie i traci masę.

Mała czarna dziura, która nie absorbuje wystarczająco dużo z otoczenia, aby zrównoważyć straty promieniowania Hawkinga, będzie stopniowo tracić swoją masę i ostatecznie całkowicie wyparuje. Mniej otrzymuje, jaśniej „płonie”, emitując coraz więcej promieniowania Hawkinga, zanim eksploduje w ostatecznym kataklizmie. Wcześniejsze poszukiwania pierwotnych czarnych dziur za pomocą naziemnych obserwatoriów promieniowania gamma szukały takich krótkich eksplozji, jednak Fermi powinien być w stanie wykryć „fazę spalania” występującą przez kilka lat.

Wszelkie pierwotne czarne dziury, które istnieją do dzisiaj, zaczęłyby stawać się coraz większe i stopniowo tracić masę na przestrzeni miliardów lat. Aby można było wykryć to przy pomocy Fermiego, musiałoby dojść do końcowej fazy spalania podczas około czteroletniego okresu obserwacji. Na przestrzeni kilku lat, od niewykrywalnie ciemnego do bardzo jasnego, będzie świecić jasno przez kilka lat, zanim eksploduje.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
University of California Santa Cruz

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.