Qual è la relazione tra i buchi neri stellari e la materia oscura?

Mentre LIGO e Virgo vedono più collisioni di stelle nere, potrebbero vedere molte piccole stelle nere. Se ciò accade, probabilmente dovremo esaminare più attentamente questa idea di materiali più scuri

Le stelle di neutroni in collisione possono formare buchi neri nella massa del Sole. Credito: Robin Dinel / Carnegie Institution of Science

Immagina di essere una stella di neutroni. Stai fluttuando felicemente nello spazio, davvero troppo grande perché i nuclei possano fondersi nel tuo nucleo, ma la pressione quantistica su neutroni e quark ti impedisce facilmente di collassare sotto il tuo peso. Aspettati un lungo ritiro stellare per rinfrescarti. Poi un giorno un piccolo buco nero ti colpisce. Questo buco nero ha solo una massa di asteroidi, ma ti rende instabile. Sei schiacciato dalla gravità perché il buco nero ti consuma completamente. Prima che tu te ne accorga, si trasforma in un buco nero.

Secondo un nuovo studio pubblicato su Physical Review Letters, questo scenario potrebbe verificarsi occasionalmente e potrebbe spiegare la materia oscura ei più piccoli buchi neri che abbiamo visto.

Le stelle di neutroni hanno solitamente una massa compresa tra 1,5 e 2 masse solari. Si formano perché la pressione quantistica dei neutroni è abbastanza forte da bilanciare il peso gravitazionale della stella. Ma c’è un limite alla massa che una stella di neutroni può avere. È noto come confine Tolman – Oppenheimer – Volkov (TOV). È difficile calcolare questo limite, ma pensiamo che sia vicino a 2,5 masse solari. Qualunque cosa al di sopra del TOV collasserà e si trasformerà in un buco nero.

L’idea è stata suggerita in passato, ma in questo studio il team sta esaminando come si relaziona alla materia oscura. Alcuni astronomi hanno suggerito che la materia oscura potrebbe essere stata prodotta da buchi neri cavi. Se questo fosse vero, l’universo sarebbe sicuramente pieno della giovinezza di Julian Black e le collisioni con le stelle di neutroni dovrebbero essere un evento comune. Quindi i ricercatori hanno esaminato la dispersione delle stelle di neutroni conosciute e hanno calcolato la dimensione più probabile nelle masse solari delle stelle nere. Risulta essere tra 1 e 2,5 masse solari. Quindi la più piccola stella nera che abbiamo visto potrebbe essere il risultato della collisione della stella nera di luglio.

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Questa è un’idea interessante, ma le prove attuali sono tutt’altro che convincenti. Ma quando LIGO e Virgo vedono più scontri di stelle nere, potrebbero vedere molte piccole stelle nere. Se ciò accade, probabilmente dovremo esaminare più attentamente questa idea di materiali più scuri.

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