პირველყოფილი შავი ხვრელები არის შავ ხვრელთა განსაკუთრებით გამორჩეული ტიპი, რომელიც მიჩნეულია, რომ დიდი აფეთქების შემდეგ ერთ წამში, სუბატომური მატერიის მკვრივი ჯიბეებისგან წარმოიქმნა; ახალი კვლევა იუწყება, რომ პირველად ისტორიაში, პირდაპირი დაკვირვება ჩატარდა სავარაუდოდ სწორედ ასეთ შავ ხვრელზე.
ამის დამტკიცებას შეიძლება წლები დასჭირდეს, მაგრამ შესაძლებლობაც კი უკვე საინტერესოა.
შავი ხვრელები ძირითადად წარმოიქმნება სუპერნოვად აფეთქებული ვარსკვლავის კოლაფსის შედეგად, მაგრამ უკვე დიდი ხანია, მეცნიერები ფიქრობენ, რომ სამყაროს ყველაზე ადრეულ მომენტებში ასევე უნდა არსებულიყო პირველყოფილი შავი ხვრელები, რომელთა წარმოქმნისთვის ვარსკვლავი სულაც არ იყო საჭირო. ისინი ყოველთვის თეორიული იყო, მაგრამ ბოლო პერიოდში სულ უფრო მეტი მტკიცებულება მიუთითებს მათ არსებობაზე.
ახლახან, ლაზერ-ინტერფერომეტრული გრავიტაციული ტალღების ობსერვატორიის (LIGO) გამოყენებით, მაიამის უნივერსიტეტის ასტროფიზიკოსებმა, ალბერტო მაგარაჯიამ და ნიკო კაპელუტიმ კიდევ ერთი პოტენციური პირველყოფილი შავი ხვრელი დააფიქსირეს.
გრავიტაციული ტალღები, რომლებსაც LIGO აფიქსირებს, არის ჭავლები სივრცე-დროში და მათი წარმოქმნა შეუძლია ორი შავი ხვრელის ერთმანეთთან შეჯახებას. როდესაც LIGO-მ სიგნალი დააფიქსირა და შემდეგ ის მკვლევრებმა შეისწავლეს, შედეგები მიუთითებდა შეჯახებაზე, რომელშიც ერთი ობიექტის მასა მზის მასაზე ნაკლები იყო — პოტენციურად, ეს უნდა იყოს პირველყოფილი შავი ხვრელი.
„შავ ხვრელთა უმეტესობა წარმოიქმნება მასიური ვარსკვლავის სიკვდილის, ანუ სუპერნოვას შედეგად. შესაბამისად, მათი მასა შეიძლება მერყეობდეს რამდენიმე მზის მასიდან მილიარდობით მზის მასამდე“, — ამბობს კაპელუტი.
მეორე მხრივ, პირველყოფილი შავი ხვრელები გაცილებით დაბალმასიანი უნდა იყოს.
„გვჯერა, რომ ჩვენი კვლევა დაგვეხმარება იმის დადასტურებაში, რომ პირველყოფილი შავი ხვრელები ნამდვილად არსებობს“, — აღნიშნავს კაპელუტი.
სიგნალს სახელად S251112cm უწოდეს; საჭიროა მისი დამატებითი კვლევა, მაგრამ მეცნიერები ამბობენ, რომ მისი ყველაზე სავარაუდო ახსნაა მზეზე ნაკლები მასის მქონე პირველყოფილი შავი ხვრელი.
მაგარაჯიამ და კაპელუტიმ ასევე ჩაატარეს გათვლები სივრცეში პირველყოფილი შავი ხვრელების მოსალოდნელ სიხშირეზე, ასევე იმის გათვალისწინებით, რამდენად ხშირად შეიძლება დააფიქსიროს ისინი LIGO-მ. შედეგები დაემთხვა LIGO-ს მონაცემებს მის მიერ 2015 წელს დაფიქსირებული პირველი გრავიტაციული ტალღიდან დღემდე.
„ვცადეთ შეგვეფასებინა, რამდენი პირველყოფილი შავი ხვრელი შეიძლება არსებობს სამყაროში და რამდენი მათგანის დაფიქსირება უნდა შეეძლოს LIGO-ს. მიღებული შედეგები შემაგულიანებელია. ჩვენი პროგნოზით, მზეზე ნაკლები მასის მქონე შავი ხვრელები, ისეთი, როგორიც სავარაუდოდ LIGO-მ დააფიქსირა, მართლაც იშვიათი უნდა იყოს, რაც შეესაბამება იმას, თუ რამდენად იშვიათად შეინიშნებოდა ასეთი მოვლენები აქამდე“, — ამბობს მაგარაჯია.
უფრო გავრცელებული, ჩვეულებრივი შავი ხვრელების მსგავსად, არც პირველყოფილი შავი ხვრელები აძლევენ სინათლეს მისგან გაქცევის საშუალებას, რის გამოც, მათი დაფიქსირება რთულია. ამავე დროს, ისინი სხვა შავ ხვრელებზე პატარები უნდა იყოს, ზოგიერთ შემთხვევაში ალბათ ასტეროიდის ზომის.
ამას ემატება ის სირთულეც, რომ ისინი მილიარდობით წლის წინანდელ წარსულში უნდა ვეძებოთ; შედეგად, საქმე ეხება ნამდვილად ნემსის ძებნას კოსმოსურ თივის ზვინში. თუმცა, თუკი მათ გამოვავლენთ და აღვრიცხავთ, შეიძლება დაგვეხმარონ სხვა კოსმოსური ფენომენის — ბნელი მატერიის ახსნაშიც.
პირველყოფილ შავ ხვრელთა მსგავსად, ბნელი მატერიაც ჰიპოთეტურია, მაგრამ ასტროფიზიკოსები ფიქრობენ, რომ ის სამყაროს მასის 85 პროცენტს უნდა შეადგენდეს და სწორედ ის უნდა აკავებდეს სამყაროში ყველაფერს ერთად. მიუხედავად იმისა, რომ ბნელი მატერიის პირდაპირ დანახვა შეუძლებელია, მისი არსებობის მინიშნებები შეგვიძლია ვიპოვოთ ჩვენ გარშემო სივრცისა და დროის ქცევაში.
ექსპერტთა აზრით, ბნელი მატერიის უმეტეს ნაწილზე პასუხისმგებელი შეიძლება პირველყოფილი შავი ხვრელები იყვნენ. თავიდან მათი რიცხვი გასაოცრად დიდი უნდა ყოფილიყო, წარმოუდგენლად პატარა ზომების და შემდეგ, შეიძლებოდა კოსმოსის უკიდეგანობა შეევსოთ.
იმისათვის, რათა მათი არსებობა დამტკიცდეს, საჭიროა უფრო მეტი პირველყოფილი შავი ხვრელის დაფიქსირება, რაც ალბათ შესაძლებელი გახდება LIGO-ს განახლებისა და სხვა ობსერვატორიების ამოქმედების შემდეგ, როგორიც არის თუნდაც ევროპის კოსმოსური სააგენტოს ინტერფერომეტრული კოსმოსური ანტენა (LISA) — გრავიტაციული ტალღების დეტექტორი, რომელიც 2035 წელს ამოქმედდება.
კვლევა The Astrophysical Journal-ის შემდეგ გამოცემაში გამოქვეყნდება, იქამდე კი ხელმისაწვდომია სერვერზე arXiv.
მომზადებულია news.miami.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
