Астрономы фиксируют необычно крупные чёрные дыры в ранней Вселенной, наблюдая их с помощью Космического телескопа Джеймса Уэбба. Эти объекты могли образоваться путём прямого коллапса газовых облаков, но ранее считали, что такой процесс требует редкого совпадения — воздействия облучения от близких звёзд. Новое исследование команды из UC Riverside предлагает другую возможность.
Под руководством аспиранта Яша Аггарвала учёные показали, что распадающаяся тёмная материя способна выделять энергию, достаточно малую, чтобы изменить химию предзвёздного газа. В статье в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics отмечено, что каждой распадающейся частице потребовалось бы отдать энергию, равную одной миллиардной триллионной части энергии одной батарейки типа AA, чтобы заметно повлиять на химию газа.
Команда, в которую входили также Флип Танедо, Джеймс Дент и Тао Сюй, моделировала термо-химическое поведение газа в присутствии распадающихся аксионоподобных частиц и нашла окно масс тёмной материи между 24 и 27 электронвольт, создающее условия для прямого коллапса. Идеи обсуждались в группе с 2018 года на междисциплинарных семинарах. Учёные считают, что распад тёмной материи может существенно изменить эволюцию первых звёзд и галактик. Исследование поддержано NSF и стипендией UCR Hellman. Источник: UC Riverside.
- Руководитель исследования: Яш Аггарвал.
- Соавторы: Флип Танедо, Джеймс Дент, Тао Сюй.
- Публикация: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Сложные слова
- чёрная дыра — область пространства с очень сильной гравитациейчёрные дыры
- прямой коллапс — образование объекта из газа без звёздпрямого коллапса
- тёмная материя — невидимая масса, влияющая на гравитацию
- распадаться — разлагаться с выделением энергии со временемраспадающаяся, распадающихся
- аксионоподобный — похожий на гипотетическую частицу аксионаксионоподобных
- электронвольт — единица энергии, используемая в физике
- предзвёздный газ — газ, из которого формируются первые звёздыпредзвёздного газа
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Какие возможные последствия распада тёмной материи для эволюции первых звёзд и галактик вы можете предположить? Приведите примеры.
- Какие дополнительные наблюдения или данные помогли бы проверить гипотезу о роли распада тёмной материи в образовании чёрных дыр?
- Как вы считаете, почему междисциплинарные семинары (упомянутые в статье) важны для таких исследований? Объясните.
