Astronomen hebben zeer grote zwarte gaten gevonden die bestonden minder dan een miljard jaar na de Oerknal. Volgens de gangbare ideeën hadden zulke zwarte gaten toen niet genoeg tijd om zo massief te worden, en het verklaren van hun bestaan is een belangrijk probleem. De James Webb Space Telescope observeert nog steeds uitzonderlijke voorbeelden die mogelijk door directe instorting zijn ontstaan.
Nieuw onderzoek onder leiding van promovendi Yash Aggarwal (UC Riverside) stelt dat vervallende donkere materie dit raadsel kan helpen oplossen. De studie, gepubliceerd in de Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, laat zien dat het verval van donkere materie een zeer kleine hoeveelheid energie in het omliggende gas injecteert. Zelfs een fractie zo klein als een miljard biljoenste van de energie van een AA-batterij kan de gaschemie zodanig beïnvloeden dat gaswolken direct instorten in plaats van eerst sterren te vormen.
Het team, met co-auteurs Flip Tanedo, James Dent en Tao Xu, modelleerde het thermo-chemische gedrag van gas in aanwezigheid van vervallende axionen. Zij vonden een venster van donkermateriemassa’s tussen 24 en 27 elektronvolt waarin de voorwaarden gunstig kunnen zijn voor directe instorting. De auteurs noemen ook dat de ideeën sinds 2018 in hun groep werden besproken en voortkwamen uit interdisciplinaire workshops. Het onderzoek kreeg steun van de National Science Foundation en een UCR Hellman Fellowship.
- Mechanisme: energie-injectie verandert gaschemie.
- Gevolg: sommige wolken storten direct in.
- Belangrijk resultaat: massavenster 24–27 elektronvolt.
Moeilijke woorden
- vervallen — langzaam uiteenvallen en energie vrijmakenvervallende
- donkere materie — onzichtbare materie met alleen zwaartekrachteffect
- axion — hypothetisch deeltje in sommige donkere-materiemodellenaxionen
- gaschemie — chemische processen en samenstelling van interstellair gas
- thermochemisch — relatie tussen temperatuur en chemische reacties in gasthermo-chemische
- massavenster — specifiek bereik van de massa met gunstige waarden
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Wat zou het betekenen voor ons begrip van zwarte gaten als vervallende donkere materie het vroege ontstaan via directe instorting verklaart?
- Welke observaties met telescopen zoals de James Webb Space Telescope zouden dit model sterker of zwakker kunnen maken?
- Welke aanvullende onderzoeken of bewijzen zouden volgens jou nodig zijn om de rol van vervallende donkere materie overtuigend vast te stellen?
Gerelateerde artikelen
Nieuwe methode toont hoe griepvirussen cellen binnendringen
Onderzoekers zagen voor het eerst in hoge resolutie hoe influenzavirussen levende menselijke cellen binnendringen. Zij ontwikkelden een nieuwe microscoopmethode die real-time details toont en geschikt is voor onderzoek naar antivirale middelen.
Cycloon Ditwah veroorzaakt zware verwoesting in Sri Lanka
Cycloon Ditwah trof Sri Lanka vorige maand en veroorzaakte grote overstromingen, aardverschuivingen en vele doden. Experts zeggen dat waarschuwingen en ruimtelijke richtlijnen niet werden opgevolgd en roepen op tot wetenschappelijke, betere planning bij het herbouwen.
Hersenachtig weefsel gekweekt zonder dierlijke materialen
Wetenschappers kweekten functioneel hersenachtig weefsel zonder dierlijke materialen of biologische lagen. Het nieuwe PEG-scaffold ondersteunt gedoneerde cellen en maakt betrouwbare tests voor neurologische ziekten mogelijk.
