Ein internationales Physikerteam der LIGO-Virgo-KAGRA-Kollaboration hat die bisher umfangreichste Analyse zu primordialen Schwarzen Löchern vorgelegt – hypothetische Objekte, die in den ersten Sekunden nach dem Urknall entstanden sind. Die Studie basiert auf den Ergebnissen der O4a-Beobachtungsphase, in der 85 weitere Gravitationswellensignale registriert wurden. Damit umfasst der Gesamtkatalog nun 161 Ereignisse. Dies berichtet Ixbt.com .
Primordiale Schwarze Löcher gelten als einer der exotischsten Kandidaten für Dunkle Materie. Im Gegensatz zu gewöhnlichen Schwarzen Löchern, die durch den Kollaps massereicher Sterne entstehen, könnten sie durch den Kollaps von Regionen hoher Dichte im frühen Universum entstanden sein. Das Vorhandensein mehrerer Spitzen in der Massenverteilung des aktualisierten Katalogs, die nicht durch Standardmodelle der Sternentwicklung erklärbar sind, veranlasste Wissenschaftler dazu, nach primordialen Objekten zu suchen.
In der Anfangsphase der Analyse sahen die Ergebnisse vielversprechend aus: Das statistische Modell zeigte einen Bayes-Faktor von ln B ≈ 30,5, was als sehr starkes Indiz für die Hypothese gilt. Weitere Überprüfungen zeigten jedoch, dass dieser Effekt nicht sehr belastbar ist. Es stellte sich heraus, dass der statistische Vorteil hauptsächlich durch einige ungewöhnliche Ereignisse im Bereich geringer Massen entstand, insbesondere durch eine umstrittene Verschmelzung, bei der es sich wahrscheinlich um einen Neutronenstern handelt. Nach Ausschluss dieses Ereignisses sank der Faktor auf ln B ≈ 1,7.
Das Fazit lautet, dass die neuen Daten keine verlässlichen Beweise dafür liefern, dass ein signifikanter Teil der Schwarzen Löcher primordialen Ursprungs ist. Dennoch ermöglichte dieses negative Ergebnis die strengsten Einschränkungen für die Verbreitung solcher Objekte. Forscher fanden heraus, dass primordiale Schwarze Löcher im Bereich von 0,6 bis 100 Sonnenmassen nur einen Bruchteil von einem Hundertstel bis zu einem Zehntausendstel der Dunklen Materie ausmachen können.
Die Wissenschaftler untersuchten auch die Möglichkeit wesentlich leichterer primordialer Schwarzer Löcher mit Massen im Bereich großer Planeten (10⁻⁴–10⁻³ Sonnenmassen). Obwohl bisher keine Kandidaten gefunden wurden, erlaubt die Empfindlichkeit moderner Detektoren die Überprüfung von Szenarien, in denen solche Objekte bis zu 20 Prozent der Dunklen Materie ausmachen könnten. Mit der Erweiterung des LIGO-Virgo-KAGRA-Katalogs wird die Erforschung der Prozesse im frühen Universum immer präziser.
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