La materia oscura rimane in gran parte misteriosa, ma gli astrofisici continuano a cercare di svelare quel mistero. La scoperta dello scorso anno delle onde gravitazionali da parte del Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) potrebbe aver aperto una nuova finestra sul mistero della materia oscura. Inserisci quelli che sono noti come "buchi neri primordiali".
I teorici hanno predetto l'esistenza di particelle chiamate particelle deboli che interagiscono deboli (WIMPS). Questi WIMP potrebbero essere fatti di materia oscura. Ma il problema è che non ci sono prove sperimentali a sostegno. Il mistero della materia oscura è ancora un fascicolo aperto.
Quando LIGO ha rilevato le onde gravitazionali l'anno scorso, ha rinnovato l'interesse per un'altra teoria che tenta di spiegare la materia oscura. Questa teoria afferma che la materia oscura potrebbe effettivamente essere sotto forma di buche nere primordiali (PBH), non dei summenzionati WIMPS.
I buchi neri primordiali sono diversi dai buchi neri a cui probabilmente stai pensando. Questi sono chiamati buchi neri stellari e si formano quando una stella abbastanza grande collassa su se stessa alla fine della sua vita. La dimensione di questi buchi neri stellari è limitata dalla dimensione e dall'evoluzione delle stelle da cui si formano.
A differenza dei buchi neri stellari, i buchi neri primordiali hanno avuto origine nelle fluttuazioni della materia ad alta densità durante i primi momenti dell'Universo. Possono essere molto più grandi o più piccoli dei buchi neri stellari. I PBH potrebbero essere piccoli come asteroidi o grandi quanto 30 masse solari, anche più grandi. Potrebbero anche essere più abbondanti, perché non richiedono una grande stella di massa per formare.
Quando due di questi PBH più grandi di circa 30 masse solari si uniscono, creano le onde gravitazionali rilevate da LIGO. La teoria dice che questi buchi neri primordiali si troverebbero negli aloni delle galassie.
Se ci sono abbastanza di questi PBH di dimensioni intermedie negli aloni galattici, avrebbero un effetto sulla luce da quasar distanti mentre passa attraverso l'alone. Questo effetto è chiamato "micro-lensing". Il micro-obiettivo concentrerebbe la luce e renderebbe i quasar più luminosi.
L'effetto di questo micro-obiettivo sarebbe più forte quanto maggiore è la massa di un PBH o più abbondanti sono i PBH nell'aureola galattica. Non possiamo vedere i buchi neri stessi, ovviamente, ma possiamo vedere la maggiore luminosità dei quasar.
Lavorando con questa ipotesi, un team di astronomi dell'Instituto de Astrofísica de Canarias ha esaminato l'effetto di microlente sui quasar per stimare il numero di buchi neri primordiali di massa intermedia nelle galassie.
"I buchi neri la cui fusione è stata rilevata da LIGO erano probabilmente formati dal crollo delle stelle e non erano buchi neri primordiali." -Evencio Mediavilla
Lo studio ha esaminato 24 quasar con lente gravitazionale e i risultati mostrano che sono le stelle normali come il nostro Sole a causare l'effetto di micro-lente su quasar distanti. Ciò esclude l'esistenza di una vasta popolazione di PBH nell'aureola galattica. "Questo studio implica" afferma Evencio Mediavilla, "che non è affatto probabile che i buchi neri con masse comprese tra 10 e 100 volte la massa del Sole costituiscano una frazione significativa della materia oscura". Per questo motivo i buchi neri la cui fusione è stata rilevata da LIGO erano probabilmente formati dal crollo delle stelle e non erano buchi neri primordiali ”.
A seconda della tua prospettiva, questo risponde ad alcune delle nostre domande sulla materia oscura o approfondisce solo il mistero.
Potremmo dover aspettare molto tempo prima di sapere esattamente cos'è la materia oscura. Ma i nuovi telescopi in costruzione in tutto il mondo, come l'European Extremely Large Telescope, il Giant Magellan Telescope e il Large Synoptic Survey Telescope, promettono di approfondire la nostra comprensione di come si comporta la materia oscura e di come modella l'Universo.
È solo questione di tempo prima che il mistero della materia oscura sia risolto.
