Karadeliklerin, evrenin geri kalanıyla aynı karanlık madde / madde oranını içermesi bekleniyor mu?

Karadeliklerin, evrenin geri kalanıyla aynı karanlık madde / madde oranını içermesi bekleniyor mu? Karanlık maddenin galaksilerin etrafındaki halelere dağıldığını duydum. Bu bir kara deliğe alınma olasılığını azaltır mı?

black-hole dark-matter

— joseph.hainline
kaynak

Muhtemelen hayır, düzenli maddenin düzgün bir birikim diski oluşturmasına neden olur ve karanlık madde (bildiklerime göre) yapmaz. Samanyolu% 88 karanlık maddedir ancak güneş sistemi% 99.999999999 normal maddedir. Biri kümelenir, diğeri değil. Ama benden daha akıllı birisinin buna gerçek bir bilimsel saplama veya tahmin referansıyla cevap vermesine izin vereceğim. İlkel karadelikler ve oluşumlarına ne kadar karanlık madde girdiğinde bir belirsizlik olabileceğini de ekleyeceğim. Yıldız kara delikleri esasen tüm düzenli maddelerden oluşur

— userLTK

@userLTK "Şu anda gözlenen tüm efektler, karanlık maddenin eşit olarak dağıtıldığını gösteriyor" ve bu şekilde devam etmek için yorumunuzu değiştirebilirim.

— Carl Witthoft

Ama kara deliklerin karanlık maddeyi tutabileceğini düşünüyoruz, değil mi? Başka bir şey doğru değilse, karanlık madde hala yer çekiminden etkilenir mi?

— joseph.hainline

@CarlWitthoft - bu iyi bir nokta. Muhtemelen kötü bir yorumdu çünkü bir cevaptı, ama benden daha akıllı birisinin resmi bir cevap vermesini umuyordum, o zaman yorumu sileceğim. Ve Jospeh - evet, muhtemelen karanlık madde yeniyor ve kara deliklerden kaçamıyor ama ne olduğunu bilinceye kadar kimsenin kesin olarak söyleyebileceğini sanmıyorum. Karanlık madde yer çekiminden etkilenir,

— userLTK

Yanıtlar:

(Kısa cevap: Hayır, son noktaya ilerleyin.)

Kara deliğe giren maddenin, saç teoremi olmadan karanlık madde mi yoksa baryonik mi olduğu harici bir gözlemci ile ilgisizdir. Bizim açımızdan bir kara deliğin tek özellikleri kütle, elektrik yükü ve açısal momentumdur. (Ama elbette kuantum yerçekimini anlamıyoruz.)
Kara deliğe düşen madde açısından olay ufkunu geçtikten sonra özel bir şey olmaz. Bu, karanlık maddenin karanlık, baryonik maddenin kara delikten bakıldığında baryonik kaldığı anlamına gelir.
Evrende ne kadar karanlık maddenin var olduğu konusunda bazı tartışmalar var. Örneğin, bu son makale , özette, galaktik rotasyon eğrilerinin daha doğru bir şekilde modellenmesinin, beklenen baryonik olmayan karanlık maddenin büyük bir yüzdesini ortadan kaldırabileceğini göstermektedir. (Yorumlarda @pela'nın belirttiği gibi, bu yazarın makalelerinin akranlarının gözden geçirilmediğini ve şüphelenilebileceğini unutmayın.) Açıkçası, evrendeki karanlık madde miktarı sorunun cevabını büyük ölçüde etkileyecektir. Tartışmanın çoğunlukla medyada orantısız görünen az sayıda vokal bilim adamından oluştuğunu belirtmeliyim. Ana akım haber bilimi bölümlerinden sonra, karanlık maddenin ölümünün ayda bir kez ilan edildiği izlenimini edindim.
Süper kütleli kara deliklerin oluşumu tam olarak anlaşılamamıştır. Bir hipotez, yıldız kütleli kara deliklerin art arda birleşmesiyle oluşabilmeleridir. Son zamanlarda bu tür birleşmelerin kütleçekimsel dalga gözlemleri olduğundan ve son zamanlarda orta kütleli kara delikler için adaylar da gözlemlendiği için , burada bu şekilde şekillendiklerini ve süper kütleli kara deliklerin kabaca aynı şeylerden oluştuğunu varsayacağım. yıldız kütlesi kara delikleri.
Kara delikler oluşum sürecinde kütlelerinin çoğunu kaybeder. Kara deliği oluşturmak için çökmüş yıldız çekirdeğinin kütlesi hakkında konuşup konuşmadığımızı her zaman akılda tutmak önemlidir (bu genellikle örneğin minimum boyut siyahı hakkında konuşurken kara deliğin "kütlesi" dir) çekirdek çökmesinden oluşabilecek delik) veya süpernovadan sonra uzak bir gözlemci tarafından görüldüğü gibi kara deliğin kütlesi.
Karanlık madde parçacıkları, diğer maddelerle veya radyasyonla etkileşerek çok fazla yörünge enerjisi kaybedemez, bu nedenle olay ufkuna yakın bir yere çarpma şansı olmadıkça, düşmektense karadeliğin etrafında yörüngede kalırlar. Bu makale simüle edilmiş süper kütleli karadeliklerin kütlelerinin yaklaşık% 10'undan fazlasını karanlık maddeden elde etmediğini göstermektedir.

Bununla birlikte, bazı bilim adamlarının karanlık maddenin ilk etapta ilkel kara deliklerden yapıldığından şüphelenildiği söylenmelidir . MACHO'ların ( Masif Kompakt Halo Nesneleri ) teorisi de vardır, karanlık madde kara delikler gibi büyük kompakt gövdeden oluşur, ancak çoğu kişi tarafından bu teorinin evrendeki karanlık maddeyi açıklayamayacağına inanılmaktadır.

— user25972
kaynak

Sadece küçük bir nokta, ama "doğru kare vurmak şans eseri", genellikle doğru olsa da, muhtemelen% 100 doğru değil. 3 yarıçap içinde uçan tüm büyük parçacıklar, dışarıdan bir kuvvet etki etmedikçe kara deliğe düşmeye mahkumdur. Etkinlik ufkundan doğrudan 3 veya 2 yarıçap içinde vurmaları gerekmiyor. (Sanırım 3x, bazen 1.5x okuyorum). Karanlık madde, göreceli etkilerle yönetilmelidir, bu nedenle karanlık madde çarpışma yoluyla yörünge enerjisini kaybetmese bile olay ufkunun dışında bir yakalama bölgesi vardır.

— userLTK

Güzel cevap, ama bağlandığın ilk makale (Xiaochun & Kuan 2009) Biraz şüpheliyim. O olduğu gibi, sigara hakemli olan tüm Xiaochun diğer gazetelerin. Ancak, çok hızlı bir şekilde taramaktan görebildiğim kadarıyla, aslında kabul edilen karanlık / baryonik madde oranını kabaca doğrulıyor gibi görünüyor . Ben (bir MONDer değilseniz) DM miktarı hakkında çok fazla tartışma olduğunu sanmıyorum. Ayrıca, son yorumunuzun ilkel kara deliklerle ilgili olduğunu, yani ne yapılırsa yapılsın, tam yetişkin BH'nin ihmal edilebilir bir parçası olduğunu unutmayın. Ama belki de "ilk etapta" ile kastettiğin budur. Her neyse, +1.

— pela

R_{S}

$R_\mathrm{S}$

R_{S}

$R_\mathrm{S}$

1.5 R_{S}

$1.5R_\mathrm{S}$

3 R_{S}

$3R_\mathrm{S}$

@UserLTK ile kesinlikle katılıyorum. Karadelik "kare üzerinde" vurarak olay ufkuna tam olarak vurmaktan bahsetmedim, daha çok uzaktan göründüğünü düşündüm; merkezin yakınında vuracakları küçük bir hedef bölge var. Cevabı biraz daha netleştirmeye çalışacağım.

— user25972

@pela Xiaochun & Kuan'ın kağıdına geri bildiriminiz için teşekkür ederiz. İtiraf etmeliyim ki yeterince detaylı kontrol etmedim. Cevabı ayrıca geri bildiriminize göre güncelleyeceğim.

— user25972

Karanlık madde galaksilerin merkezlerine hem uzatmak haleler de (olmaya düşünce) 'dir ve galaksilerin (gaz, yıldız, toz) dışında en normal madde. Bir galaksi içinde bir kara delik Yani olabilir ve hiç şüphesiz bazı karanlık maddeyi tüketmiş olacaktır. Ancak:

Yıldız kütleli karadelikler, büyük bir yıldızın çekirdek çöküşünden oluşur. Yıldızlar neredeyse tamamen normal madde olduğundan, başlangıçta oluşan BH kalıntısının kendisi neredeyse tamamen normal maddeden yapılmış olacaktır. Bu tür BH'ler daha sonra gazı (örneğin, yakın bir ikili yıldızdan) toplayarak büyüyebilir, bu durumda düzenli madde şeklinde kütle kazanırlar. Kaçınılmaz olarak BH tarafından ana galaksisinin etrafında yörüngede yutulduğu gibi bir karanlık madde olacaktır - tıpkı BH'nin yıldızlararası tozları yutacağı gibi. Ama yine de ezici bir çoğunlukla düzenli maddeden oluşacaktı.

Gökada merkezlerindeki aşırı kütleli kara delikler, bir gaz bulutunun veya çok büyük bir yıldızın erken evren çöküşünden muhtemelen daha düzenli bir madde olacaktı. Daha sonra süper kütleli BH'lerin büyümesi öncelikle BH etrafında bir birikim diski besleyen yıldızlararası gazın yanı sıra çok yakın dolaşan yıldızdan gelir - bu yüzden bir kez daha karadeliğe düşen çoğunlukla düzenli bir konudur. (Gökada merkezi bölgeleri yapmak bazı karanlık maddeyi var, ama onlar düzenli maddenin baskın ediyoruz. Ayrıca, düzenli konuyu gaz bulutları şeklinde olabilir Galaksinin merkezine bulut bulut çarpışmaları ve lavabo ile kolayca kaybetmek enerji süper kütleli bir BH'yi besleyebilir; karanlık madde bunu yapamaz.)

(Elbette, user25972'nin de belirttiği gibi , BH gibi şeylerin ne tür maddeler içerdiğini bizim gibi dışlayanlarla büyük ölçüde ilgisizdir . Karanlık maddeden oluşan bir kara delik, normal maddeden oluşan bir delikle aynı şekilde davranacaktır.)

— Peter Erwin
kaynak

Galaksinin karanlık maddeyi oluşturduğu zaman neden normal maddeye benzer şekilde dağılmadığını biliyor muyuz? Neden orada halelerde var? Yerçekimi onu normal madde gibi topaklara ve yıldızlara vb. Çekmemeli midir?

— joseph.hainline

Örneğin gaz bulutları şeklindeki düzenli madde çarpışabilir ve enerji ve açısal momentumu kaybedebilir, böylece gaz (proto-) galaksisinin merkezine daha yakın yörüngelere dönüşür. Gaz bulutları da (diğer şeylerin yanı sıra) sıcaklığa bağlı olan iç basınç ile kendi kendine yerçekimine karşı desteklenir; gaz radyasyonla soğuyabildiğinden, gaz bulutları daha düşük basınçla sonuçlanabilir ve böylece kümeler ve yıldızlar oluşturmak için çökebilir.

— Peter Erwin

Yani bir anlamda cevap: karanlık madde ve düzenli madde benzer dağılımlarla başladı (ve erken evrende haleler oluşturmak için çöktü); ancak gaz şeklindeki düzenli madde yörünge enerjisini kaybedebilir ve böylece karanlık maddenin yapamayacağı şekillerde daha da çökebilir .

— Peter Erwin