El estudio descarta la acumulación inicial de agujeros negros primordiales como materia oscura candidata

Los agujeros negros primordiales (PBH) son objetos cósmicos fascinantes que han sido investigados exhaustivamente por astrofísicos de todo el mundo. Como sugiere su nombre, se trata de agujeros negros que se cree que aparecieron en los primeros días del universo, menos de un segundo después del Big Bang.

La teoría de la física sugiere que en una fracción de segundo antes de que se formara el universo, el espacio no era completamente homogéneo, por lo que las regiones más densas y calientes podrían colapsar en agujeros negros. Dependiendo exactamente de cuándo se formaron dentro de esa fracción de segundo, estos agujeros negros pueden tener masas y propiedades asociadas muy diferentes.

alguno físicos teóricos Estaban explorando la posibilidad de que los grandes agujeros negros contribuyan significativamente a la esperada abundancia de materia oscura en el universo, o en otras palabras, que sean los principales candidatos para la materia oscura. Las observaciones de ondas gravitacionales recopiladas por la colaboración LIGO-Virgo-KAGRA y las limitaciones impuestas por estas observaciones indican que esto es extremadamente improbable.

Sin embargo, algunos estudios recientes han sugerido que la agrupación de PBH en el momento de su formación puede alterar la velocidad de fusión, lo que puede permitir valores dentro de las limitaciones establecidas por LIGO-Virgo-KAGRA. Es probable que esta agrupación también afecte a la lista microlente límites, ya que los grupos de PBH actuarán como una sola lente voluminosa que no puede ser examinada por estudios de microlentes.

Investigadores de la Universidad de Ginebra, la Universidad Sapienza de Roma y el NICPB realizaron recientemente un estudio teórico para evaluar la hipótesis de que los cúmulos de PBH ensamblados inicialmente podrían ser candidatos para la materia oscura. Su trabajo ha sido publicado en Cartas de revisión físicapresenta un argumento relativamente simple que parece descartar esta posibilidad.

Nuestro trabajo fue motivado por la afirmación, que aún no ha sido probada por la literatura, que Agujeros negros primordiales con las masas alrededor masas solares Uno de los investigadores que realizó el estudio, Antonio Ryoto, le dijo a Phys.org que las fuertes limitaciones actuales creadas por las microlentes podrían evitarse si estuvieran muy agrupadas.

«Nuestro estudio demostró que esta afirmación es incorrecta. La idea es simple: los PBH agrupados pueden evitar la formación de bandas en las microlentes si la agregación es lo suficientemente fuerte, pero esto contradiría otro conjunto de datos provenientes del bosque Lyman-alfa, lo que sugiere que esto requeriría agregación débil».

En sus análisis, Riotto y sus colegas combinaron las limitaciones de las lentes finas establecidas por observaciones astronómicas anteriores con datos del bosque Lyman-alfa. Los bosques de Lyman alfa son un fenómeno de absorción que se puede observar con instrumentos de espectroscopia astronómica y se presentan como líneas de absorción en los espectros de galaxias y cuásares distantes.

estas líneas de absorción Se ha convertido en una sonda histórica en astrofísica, particularmente en estudios que investigan las fluctuaciones de densidad en el universo. En su artículo, los investigadores muestran que los datos del bosque Lyman-alfa indican que para evitar las limitaciones actuales de microlente, los grupos de PBH deben ser débiles, en lugar de fuertes, lo que contradice la noción teórica generalizada que estaban evaluando.

«Nuestro análisis excluye la posibilidad de que los agujeros negros fundamentales sean la materia oscura del universo si tienen masas similares a las masas estelares», agregó Ryoto. «En nuestro próximo trabajo, planeamos investigar más a fondo el papel de los agujeros negros brillantes, para ver si pueden explicar otras observaciones interesantes, como la presencia de galaxias con altos desplazamientos al rojo».

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