De aard van de donkere materie, die klaarblijkelijk 80% van de massa van de deeltjes in het universum uitmaakt, is nog steeds een van de grote onopgeloste mysteries van de hedendaagse wetenschappen. Het gebrek aan experimenteel bewijs, waarmee we het zouden kunnen identificeren met een van de nieuwe elementaire deeltjes die door de theoretici werden voorspeld, evenals de recente ontdekking van zwaartekrachtsgolven afkomstig van het samensmelten van twee zwarte gaten (met een massa van ongeveer 30 keer die van de zon) door LIGO, de Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory), hebben de belangstelling doen herleven in de mogelijkheid dat donkere materie de vorm zou kunnen aannemen van oerzwarte gaten met een massa tussen 10 en 1000 keer die van de zon.

Primordiale zwarte gaten, die zou zijn ontstaan ​​in fluctuaties met hoge dichtheid van materie tijdens de eerste momenten van het heelal, zijn in principe erg interessant. In tegenstelling tot die welke uit sterren worden gevormd, waarvan de overvloed en massa worden beperkt door modellen van stellaire vorming en evolutie, oer-zwarte gaten zouden kunnen bestaan ​​met een breed scala aan massa's en abundanties. Ze zouden te vinden zijn in de halo's van sterrenstelsels, en af ​​en toe een ontmoeting tussen twee van hen met een massa van 30 keer die van de zon, gevolgd door een volgende fusie, mogelijk aanleiding hebben gegeven tot de door LIGO gedetecteerde zwaartekrachtsgolven.

"Microlenseffect"

Als er een aanzienlijk aantal zwarte gaten in de halo's van sterrenstelsels zou zijn, sommigen van hen onderscheppen het licht dat op ons afkomt van een verre quasar. Door hun sterke zwaartekrachtsvelden, hun zwaartekracht kon de lichtstralen concentreren, en een toename van de schijnbare helderheid van de quasar veroorzaken. Dit effect, bekend als "gravitationele microlensing" is groter naarmate de massa van het zwarte gat groter is, en de kans om het te detecteren zou groter zijn naarmate de aanwezigheid van deze zwarte gaten groter is. Dus hoewel de zwarte gaten zelf niet direct kunnen worden gedetecteerd, ze zouden worden gedetecteerd door toename van de helderheid van waargenomen quasars.

Op deze veronderstelling, een groep wetenschappers heeft het microlenseffect op quasars gebruikt om het aantal oerzwarte gaten met een gemiddelde massa in sterrenstelsels te schatten. De studie, geleid door de onderzoeker van het Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en de Universiteit van La Laguna (ULL), Evencio Mediavilla Gradolph, laat zien dat normale sterren zoals de zon de microlenseffecten veroorzaken, daarmee het bestaan ​​van een grote populatie van oerzwarte gaten met een gemiddelde massa uitsluiten.

Computersimulaties

Met behulp van computersimulaties, ze hebben de stijging van de helderheid vergeleken, in zichtbaar licht en in röntgenstralen, van 24 verre quasars met de waarden voorspeld door het microlenseffect. Ze hebben ontdekt dat de sterkte van het effect relatief laag is, zoals zou worden verwacht van objecten met een massa tussen 0,05 en 0,45 keer die van de zon, en ver onder die van zwarte gaten met gemiddelde massa. Bovendien hebben ze geschat dat deze microlenzen ongeveer 20% van de totale massa van een sterrenstelsel vormen, gelijk aan de massa die naar verwachting in sterren wordt aangetroffen. Dus hun resultaten laten zien dat, met grote waarschijnlijkheid, het zijn normale sterren en geen oer-zwarte gaten met een gemiddelde massa die verantwoordelijk zijn voor de waargenomen microlensing.

"Deze studie impliceert", zegt Evencio Mediavilla, "dat het helemaal niet waarschijnlijk is dat zwarte gaten met een massa tussen 10 en 100 keer de massa van de zon een significant deel van de donkere materie uitmaken". Om die reden zijn de zwarte gaten waarvan de samensmelting werd gedetecteerd door LIGO waarschijnlijk gevormd door de ineenstorting van sterren, en waren geen oorspronkelijke zwarte gaten".

Astronomen die deelnemen aan dit onderzoek zijn onder meer Jorge Jiménez-Vicente en José Calderón-Infante (Universiteit van Granada) en José A. Muñoz Lozano, en Héctor Vives-Arias, (Universiteit van Valencia).