Таинственные облака могут дать новые подсказки о темной материи

Охота на гравитационные волны – рябь в пространстве и времени, вызванная огромными космическими катаклизмами, – может помочь решить одну из других жгучих тайн Вселенной – бозонные облака и то, являются ли они ведущим претендентом на темную материю. Для обнаружения местоположения потенциальных бозонных облаков исследователи используют мощные инструменты, такие как усовершенствованная Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO), усовершенствованные Virgo и KAGRA, регистрирующие гравитационные волны на расстоянии до миллиардов световых лет.

Об этом рассказывают в Австралийском национальном университете (ANU), передают OstanniPodii.com

Бозонные облака, состоящие из сверхлегких субатомных частиц, которые почти невозможно обнаружить, были предложены как возможный источник темной материи, составляющей около 85 процентов всей материи во Вселенной.

Теперь новое крупное международное исследование, проведенное в рамках сотрудничества LIGO-Virgo-KAGRA под руководством исследователей из ANU, предлагает один из лучших методов в охоте на этих субатомные частицы путем поиска гравитационных волн, вызванных кружащимися вокруг черных дыр бозонными облаками.

Доктор Лилли Сан из Центра гравитационной астрофизики ANU сказала, что это исследование было первым в мире обзором всего неба, предназначенным для поиска предсказанных гравитационных волн, исходящих от возможных бозонных облаков вблизи быстро вращающихся черных дыр.

Новости по подобной теме:

		Вокруг Млечного Пути обнаружена странная звездная система
		Новое исследование показывает, что нашей Вселенной не обязательна темная материя
		Астрономы установили влияние темной материи на эволюцию галактик

«Эти сверхлегкие бозонные частицы почти невозможно обнаружить на Земле», – сказала доктор Сан.

«Эти частицы, если они существуют, имеют чрезвычайно малую массу и редко взаимодействуют с другой материей, что является одним из ключевых свойств темной материи. Темная материя - это материал, который нельзя увидеть непосредственно, но мы знаем, что темная материя существует, потому что она влияет на объекты, которые мы можем наблюдать.»

«Но благодаря поиску гравитационных волн, излучаемых этими облаками, мы сможем отследить эти неуловимые бозонные частицы и, возможно, разгадать код темной материи. Наши поиски также могут позволить нам исключить некоторые сверхлегкие бозонные частицы, которые согласно нашим теориям могут существовать, но на самом деле не существуют.»

Доктор Сан, которая также является младшим исследователем Центра передового опыта ARC по обнаружению гравитационных волн (OzGrav), сказала, что детекторы гравитационных волн позволяют исследователям изучать энергию быстро вращающихся черных дыр, выделяемую такими облаками, если они существуют.

Черная дыра в представлении художника. Credit: NASA

«Мы считаем, что эти черные дыры захватывают огромное количество бозонных частиц в свое мощное гравитационное поле, создавая облако, которое вместе вращается с ними. Этот утонченный танец длится миллионы лет и продолжает генерировать гравитационные волны, проносящиеся сквозь космос», - сказала она.

Хотя исследователи еще не обнаружили гравитационные волны от бозонных облаков, доктор Сан говорит, что наука об гравитационных волнах «открыла двери, которые раньше были заперты для ученых».

«Открытие гравитационных волн не только дают информацию о таинственных компактных объектах во Вселенной, таких как черные дыры и нейтронные звезды, они позволяют нам искать новые частицы и темную материю», – сказала она.

«Будущие детекторы гравитационных волн, безусловно, откроют больше возможностей. Мы сможем проникнуть глубже во Вселенную и узнать больше об этих частицах.»

«Например, открытие бозонных облаков с помощью детекторов гравитационных волн даст важное представление о темной материи и поможет продвинуть вперед другие поиски темной материи. Это также расширит наше понимание физики элементарных частиц».

Еще одним значительным открытием стало то, что исследование пролило больше света на вероятность существования бозонных облаков в нашей галактике, учитывая их возраст.

Др. Сан сказала, что сила любой гравитационной волны зависит от возраста облака, причем более старые посылают более слабые сигналы.

«Бозонное облако уменьшается, поскольку теряет энергию, посылая гравитационные волны», - сказала доктор Сан.

«Мы узнали, что определенный тип бозонных облаков младше 1000 лет вряд ли будет существовать где-нибудь в нашей галактике, тогда как облака в возрасте до 10 миллионов лет вряд ли будут существовать в пределах примерно 3260 световых лет от Земли».

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• Темная материя