|
Темную материю будут искать при помощи черных дыр
|
|
|
|
Астрофизики из Европы и Канады выяснили, что новые поколения детекторов гравитационных волн можно будет использовать для поисков скоплений темной материи и других экзотических субстанций во время наблюдений за слияниями пар особенно крупных и небольших черных дыр. Выводы ученых были опубликованы в статье в журнале Nature Astronomy. "Проведенные нами расчеты показывают, что новые поколения гравитационных детекторов, в частности, космическая обсерватория eLISA, смогут улавливать характерные сдвиги в свойствах гравитационных волн, возникшие в результате присутствия в окрестностях черных дыр "шипов" из темной материи и гипотетических гравитационных атомов", - пишут исследователи.
|
|
|
|
Сейчас за гравитационными волнами, колебаниями пространства-времени, наблюдают два крупных международных проекта, американская гравитационная обсерватория LIGO и ее европейский аналог ViRGO. В ближайшие десятилетия будут запущены многие другие, более масштабные, проекты, в том числе орбитальные гравитационные детекторы "Тянцинь" и eLISA, которые будут выведены в космос в конце 2030-х годов. Группа астрофизиков под руководством научного сотрудника Амстердамского университета Филиппы Коул заинтересовалась тем, смогут ли эти новые установки, обладающие более высокой чувствительностью и способные фиксировать низкочастотные гравитационные волны, не только фиксировать колебания пространства-времени, но раскрывать условия, в которых они сформировались.
|
|
|
Как объясняют ученые, наличие такой способности у детекторов гравитационных волн позволит использовать их для поисков скоплений невидимых для нас форм материи, которые взаимодействуют с окружающим миром только посредством силы притяжения. К числу подобных субстанций относится темная материя, а также так называемые стерильные нейтрино и гравитационные атомы - экзотические частицы-бозоны, чьи распады приводят только к формированию колебаний пространства-времени. Руководствуясь этими соображениями, ученые просчитали то, как присутствие скоплений таких экзотических частиц и массивных структур из видимой материи будет влиять на гравитационные волны, которые непрерывно вырабатывают пары черных дыр и другие компактно расположенные объекты. Для этого астрофизики создали компьютерную модель пары черных дыр и изучили то, как их окружение влияет на свойства гравитационных волн и то, как они меняются с течением времени.
|
|
|
|
Проведенные учеными расчеты показали, что пары черных дыр и другие источники гравитационных волн будут терять дополнительную энергию в том случае, если рядом с ними находятся крупные скопления видимой материи или экзотических частиц. По словам астрофизиков, эти потери энергии будут уникальным образом отражаться на свойствах гравитационных волн, вырабатываемых этими объектами, однако их нельзя будет зафиксировать при сопоставимых размерах взаимодействующих черных дыр. С другой стороны, если массы черных дыр будут отличаться на два-три порядка, то аналогичные аномалии можно будет не только обнаружить при помощи eLISA или других новых детекторов, но и также определить природу порождающих их объектов. Это, как надеются Коул и ее коллеги, позволит уже в относительно недалеком будущем начать использовать детекторы гравитационных волн для обнаружения и изучения скоплений темной материи в окрестностях черных дыр.
|
|
|
|
Источник
|
