Karanlık Madde Dev Gezegenleri Kara Deliğe Dönüştürebilir mi?
Bilim insanlarının modeli, gaz devlerinin içindeki karanlık maddenin gözlemle tespit edilebilen kara deliklere çökebileceğini gösteriyor.
Gökbilimciler, Güneş Sistemimizin dışındaki yıldızların yörüngesinde dönen 5.000'den fazla gezegen tespit etti. Dış gezegenler olarak bilinen bu uzak dünyalar, bilim insanlarına gezegenlerin nasıl oluşup evrimleştiğini incelemenin yanı sıra evrenin başka yerlerinde yaşam olup olmadığını değerlendirmeleri için değerli fırsatlar sunuyor.
Physical Review D'de yayınlanan UC Riverside'ın yeni bir araştırmasına göre, dış gezegenler kozmostaki en gizemli maddelerden biri olan karanlık maddeyi araştırmak için de faydalı olabilir. Araştırma, evrendeki tüm maddenin yaklaşık %85'ini oluşturduğuna inanılan karanlık maddenin, milyarlarca yıl içinde Jüpiter büyüklüğündeki devasa gezegenleri nasıl etkileyebileceğini araştırıyor.
Ekibin hesaplamaları, karanlık madde parçacıklarının gezegenlerin iç kısımlarına yavaşça batabileceğini ve çekirdeklerinde birikebileceğini gösteriyor. Karanlık madde Dünya'daki deneylerde hiçbir zaman doğrudan gözlemlenmemiş olsa da, bilim insanları varlığından emin.
"Karanlık madde parçacıkları yeterince ağırsa ve yok olmazlarsa, sonunda küçük bir kara deliğe çökebilirler," diyor fizik ve astronomi profesörü Hai-Bo Yu ile çalışan Fizik ve Astronomi Bölümü'nde yüksek lisans öğrencisi olan makalenin başyazarı Mehrdad Phoroutan-Mehr. "Bu kara delik daha sonra büyüyüp tüm gezegeni yutabilir ve onu orijinal gezegenle aynı kütleye sahip bir kara deliğe dönüştürebilir. Bu sonuç yalnızca süper ağır, yok olmayan karanlık madde modeli altında mümkündür."
Süper ağır, yok etmeyen karanlık madde modeline göre, karanlık madde parçacıkları son derece kütlelidir ve etkileşime girdiklerinde birbirlerini yok etmezler. Araştırmacılar, süper ağır karanlık madde parçacıklarının ötegezegenler tarafından nasıl yakalandığını, enerji kaybettiğini ve çekirdeklerine doğru nasıl sürüklendiğini göstermek için bu modele odaklandılar. Orada birikip kara deliklere dönüşürler.
Zaman Ölçekleri ve Galaktik Etkiler
Phoroutan-Mehr, "Çeşitli boyut, sıcaklık ve yoğunluktaki gazlı ötegezegenlerde, gözlemlenebilir zaman ölçeklerinde kara delikler oluşabilir ve hatta tek bir ötegezegenin ömrü boyunca birden fazla kara delik oluşturabilir," dedi. "Bu sonuçlar, ötegezegen araştırmalarının, özellikle Samanyolu'nun galaktik merkezi gibi karanlık madde açısından zengin olduğu varsayılan bölgelerde, süper ağır karanlık madde parçacıklarını avlamak için nasıl kullanılabileceğini gösteriyor."
Phoroutan-Mehr'e, Dünya ve Gezegen Bilimleri Bölümü'nde doktora sonrası araştırmacı olan Tara Fetherolf da katıldı.
Phoroutan-Mehr, gökbilimcilerin şimdiye kadar yalnızca Güneş'ten daha büyük kütleli kara delikler tespit ettiğini açıkladı. Mevcut teorilerin çoğunun, kara deliklerin en az Güneş kadar büyük olması gerektiğini öne sürdüğünü söyledi.
"Bir gezegen kütlesine sahip bir kara delik keşfetmek büyük bir atılım olurdu," diye ekledi. "Bu, makalemizin tezini destekleyecek ve gezegen büyüklüğündeki kara deliklerin yalnızca erken evrende oluşabileceği yönündeki yaygın kabul görmüş teoriye bir alternatif sunacaktır."
Phoroutan-Mehr'e göre, ötegezegenler karanlık madde araştırmalarında pek kullanılmamıştır çünkü bilim insanları onlar hakkında yeterli veriye sahip değildi.
"Ancak son yıllarda ötegezegenler hakkındaki bilgimiz önemli ölçüde arttı ve yaklaşan birkaç uzay görevi daha da ayrıntılı gözlemler sağlayacak," dedi. "Bu artan veri birikimiyle, ötegezegenler farklı karanlık madde modellerini test etmek ve bunlara meydan okumak için kullanılabilir."
Ötegezegenler Karanlık Madde Tartışmasına Giriyor
Phoroutan-Mehr, geçmişte bilim insanlarının güneş, nötron yıldızları ve beyaz cüceler gibi nesneleri gözlemleyerek karanlık maddeyi incelediğini, çünkü farklı karanlık madde modellerinin bu nesneleri farklı şekillerde etkileyebileceğini söyledi. Örneğin, bazı modeller karanlık maddenin nötron yıldızlarını ısıtabileceğini öne sürüyor.
"Yani, eski ve soğuk bir nötron yıldızını gözlemleseydik, karanlık maddenin teorik olarak onları ısıtması beklendiği için, karanlık maddenin bazı özelliklerini göz ardı edebilirdik," dedi.
Kara deliklere dönüşmemiş birçok ötegezegenin (ve Güneş Sistemimizdeki Jüpiter'in) bilim insanlarının süper ağır, yok etmeyen karanlık madde modeli gibi karanlık madde modellerini elemesine veya geliştirmesine yardımcı olabileceğini de sözlerine ekledi.
Phoroutan-Mehr, "Gökbilimciler gezegen büyüklüğünde bir kara delik popülasyonu keşfederlerse, bu süper ağır, yok etmeyen karanlık madde modeli lehine güçlü kanıtlar sunabilir," dedi. "Daha fazla veri toplamaya ve tek tek gezegenleri daha detaylı incelemeye devam ettikçe, ötegezegenler karanlık maddenin doğası hakkında önemli bilgiler sunabilir."
Phoroutan-Mehr, karanlık maddenin ötegezegenler ve muhtemelen güneş sistemimizdeki gezegenler üzerindeki olası bir diğer etkisinin de onları ısıtması veya yüksek enerjili radyasyon yaymalarına neden olması olduğunu belirtti.
"Günümüz cihazları bu sinyalleri algılayacak kadar hassas değil," dedi. "Gelecekteki teleskoplar ve uzay görevleri bunları tespit edebilir."
Kaynak: https://scitechdaily.com