Verstecken sich supermassive schwarze Löcher?

Die Kartierung des Universums mit Satelliten und bodengestützten Observatorien hat Wissenschaftlern nicht nur ein ziemlich gutes Verständnis seiner Struktur, sondern auch seiner Zusammensetzung vermittelt. Und seit einiger Zeit arbeiten sie mit einem Modell, das besagt, dass das Universum aus 4,9% „normaler“ Materie (dh dem, was wir sehen können), 26,8% „dunkler Materie“ (dem, was wir nicht sehen können) besteht. und 68,3% "dunkle Energie".

Aus ihren Beobachtungen haben Wissenschaftler auch den Schluss gezogen, dass die normale Materie im Universum in netzartigen Filamenten konzentriert ist, die etwa 20 Vol .-% des Universums ausmachen. Eine kürzlich vom Institut für Astro- und Teilchenphysik der Universität Innsbruck in Österreich durchgeführte Studie hat jedoch herausgefunden, dass überraschend viel normale Materie in den Hohlräumen leben kann und dass Schwarze Löcher sie dort abgelagert haben könnten.

In einem der Royal Astronomical Society vorgelegten Artikel beschrieben Dr. Haider und sein Team, wie sie Messungen der Masse und des Volumens der Filamentstrukturen des Universums durchführten, um eine bessere Vorstellung davon zu erhalten, wo sich die Masse des Universums befindet. Dazu verwendeten sie Daten aus dem Illustris-Projekt – einer großen Computersimulation der Evolution und Bildung von Galaxien.

Als laufendes Forschungsprojekt, das von einer internationalen Zusammenarbeit von Wissenschaftlern (und mit Supercomputern aus der ganzen Welt) durchgeführt wird, hat Illustris die bislang detailliertesten Simulationen unseres Universums erstellt. Beginnend mit den Bedingungen ungefähr 300.000 Jahre nach dem Urknall verfolgen diese Simulationen, wie die Schwerkraft und der Materiefluss die Struktur des Kosmos bis zum heutigen Tag, ungefähr 13,8 Milliarden Jahre später, verändert haben.

Der Prozess beginnt damit, dass die Supercomputer einen Raumwürfel im Universum simulieren, der auf jeder Seite etwa 350 Millionen Lichtjahre misst. Es werden sowohl normale als auch dunkle Materie behandelt, insbesondere der Gravitationseffekt, den dunkle Materie auf normale Materie hat. Anhand dieser Daten bemerkten Haider und sein Team etwas sehr Interessantes an der Verteilung der Materie im Kosmos.

Im Wesentlichen fanden sie heraus, dass etwa 50% der Gesamtmasse des Universums auf ein Volumen von 0,2% komprimiert sind, das aus den Galaxien besteht, die wir sehen. Weitere 44% befinden sich in den umhüllenden Filamenten, bestehend aus Gaspartikeln und Staub. Die restlichen 6% befinden sich in den leeren Räumen zwischen ihnen (auch bekannt als die Hohlräume), die 80% des Universums ausmachen.

Eine überraschende Fraktion dieser normalen Materie (20%) scheint jedoch dorthin transportiert worden zu sein, anscheinend durch die supermassiven Schwarzen Löcher im Zentrum von Galaxien. Die Methode für diese Abgabe scheint darin zu bestehen, wie Schwarze Löcher einen Teil der Materie, die regelmäßig auf sie fällt, in Energie umwandeln, die dann an das Schallgas abgegeben wird, was zu großen Abflüssen von Materie führt.

Diese Abflüsse erstrecken sich über Hunderttausende von Lichtjahren über die Wirtsgalaxie hinaus und füllen die Leere mit unsichtbarer Masse. Wie Dr. Haider erklärt, sind diese Schlussfolgerungen, die durch diese Daten gestützt werden, ziemlich verblüffend. "Diese Simulation", sagte er, "eine der raffiniertesten, die jemals durchgeführt wurden, legt nahe, dass die Schwarzen Löcher im Zentrum jeder Galaxie dazu beitragen, Materie an die einsamsten Orte im Universum zu schicken." Was wir jetzt tun wollen, ist unser Modell zu verfeinern und diese ersten Ergebnisse zu bestätigen. “

Die Ergebnisse sind auch deshalb von Bedeutung, weil sie möglicherweise eine Erklärung für das sogenannte „Problem des fehlenden Baryons“ bieten. Kurz gesagt, dieses Problem beschreibt, wie es eine offensichtliche Diskrepanz zwischen unseren aktuellen kosmologischen Modellen und der Menge an normaler Materie gibt, die wir im Universum sehen können. Selbst wenn dunkle Materie und dunkle Energie berücksichtigt werden, bleibt die Hälfte der verbleibenden 4,9% der normalen Materie des Universums unberücksichtigt.

Seit Jahrzehnten arbeiten Wissenschaftler daran, diese „fehlende Materie“ zu finden, und es wurden verschiedene Vorschläge gemacht, wo sie sich verstecken könnte. Zum Beispiel bestätigte 2011 ein Team von Studenten der Monash School of Physics in Australien, dass ein Teil davon in Form von Materie mit niedriger Dichte und hoher Energie vorliegt, die nur in der Röntgenwellenlänge beobachtet werden kann.

Im Jahr 2012 berichtete ein NASA-Forscherteam anhand von Daten des Chandra-Röntgenobservatoriums, dass unsere Galaxie und die nahe gelegenen großen und kleinen Magellanschen Wolken von einem riesigen Halo aus heißem Gas umgeben waren, der bei normalen Wellenlängen unsichtbar war. Diese Befunde deuteten darauf hin, dass alle Galaxien von einer Masse umgeben sein können, die zwar mit bloßem Auge nicht sichtbar ist, mit den derzeitigen Methoden jedoch nachweisbar ist.

Und vor wenigen Tagen haben Forscher der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) beschrieben, wie sie mithilfe von Fast Radio Bursts (FRBs) die Dichte kosmischer Baryonen im intergalaktischen Medium gemessen haben – was zu Ergebnissen führte, die auf unsere derzeitige Strömung hinweisen kosmologische Modelle sind korrekt.

Berücksichtigen Sie die gesamte Masse, die anscheinend von supermassiven Schwarzen Löchern in die Leere gebracht wird, und es könnte sein, dass wir endlich ein vollständiges Inventar der gesamten normalen Materie des Universums haben. Dies ist sicherlich eine aufregende Aussicht, da damit eines der größten kosmologischen Rätsel unserer Zeit endlich gelöst werden kann.

Wenn wir nur die "abnormale" Materie im Universum und all diese dunkle Energie erklären könnten, wären wir im Geschäft!

Rate article
Schreibe einen Kommentar