Темная материя поможет решить проблему последнего парсека
В новом исследовании ученые из Канады предложили решение последней проблемы слияния сверхмассивных черных дыр (SMBH) с использованием самодействующей темной материи.
Когда две галактики сливаются, газ и пыль сталкиваются, что приводит к образованию звезд. Однако сами звезды не сталкиваются из-за их огромных расстояний. Точки в центре двух галактик также начинают сливаться.
Однако слияние черных дыр прекращается, когда они оказываются на расстоянии 1 парсека (или 30,9 трлн километров) друг от друга. В астрономии и астрофизике эта проблема известна как проблема последнего парсека.
Исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters (PRL), пытается решить эту проблему и объяснить спектр гравитационных волн, наблюдавшийся в 2021 году сотрудниками Pulsar Timing Array collaborations.
Phys.org поговорил с первым автором исследования, доктором Гонсало Алонсо Альваресом, постдоком Университета Торонто.
Говоря о мотивации работы команды, он сказал: "Что нас больше всего поразило, когда Pulsar Timing Array collaborations объявила о доказательствах существования спектра гравитационных волн, так это то, что появились возможности для проверки новых сценариев физики элементарных частиц, в частности самодействия темной материи, даже в рамках стандартного астрофизического объяснения сверхмассивной черной дыры слияния."
Зачем останавливаться на 1 парсеке?
Когда небольшие расстояния от двух сливающихся галактик разделены 1 парсеком, в действие вступают два противодействующих фактора.
Во-первых, крупные объекты, такие как SMBH, вызывают рябь в пространстве-времени, что приводит к образованию гравитационных волн, которые распространяются по всему пространству-времени. Эти гравитационные волны уносят энергию от источника. Когда две сверхмалые дыры сливаются, гравитационные волны уносят энергию от слияния, заставляя черные дыры быстрее вращаться по спирали внутрь.
Вторая - это сила трения, называемая динамическим трением. Когда массивные объекты, такие как черные дыры, перемещаются в среде (например, в пыли или звездах), за ними остается след из возмущенной жидкости, называемый кильватерным следом. Например, когда судно движется по воде, оно оставляет за собой турбулентный водяной след - это и есть его кильватерная струя.
Частицы, притягиваемые к судну под действием силы тяжести, могут вызывать силу сопротивления, которая называется динамическим трением. Это трение препятствует движению массивного объекта, заставляя его замедляться. В случае слияния двух малых объектов это может привести к тому, что они перестанут двигаться навстречу друг другу.
"Предыдущие расчеты показали, что этот процесс останавливается, когда черные дыры находятся на расстоянии около 1 парсека друг от друга, и эту ситуацию иногда называют проблемой последнего парсека", - пояснил доктор Альварес.
Именно здесь в игру вступает динамическое трение. Это может либо препятствовать, либо способствовать слиянию двух SMBH.
Самодействующая темная материя
Исследователи предполагают, что решением этой проблемы может быть некая форма темной материи.
"В этой статье мы показываем, что включение ранее не учитываемого эффекта темной материи может помочь черным дырам преодолеть этот последний парсек разделения и слиться, излучая, таким образом, гравитационно-волновой сигнал, который совпадает с тем, который наблюдается с помощью временных матриц пульсаров", - сказал доктор Альварес.
В галактике темная материя преимущественно присутствует в галактическом гало, области, окружающей видимую галактику. Но она также присутствует вблизи ядра галактики, где находится SMBH. Следовательно, природа темной материи может сыграть решающую роль в слиянии SMBH.
Самодействующая темная материя (SIDM) - это гипотетическая форма темной материи, в которой частицы темной материи взаимодействуют друг с другом с помощью новой неизвестной силы.
В галактиках, содержащих SIDM, взаимодействия между частицами темной материи могут влиять на плотность (распределение) и скорость движения темной материи, что приводит к более эффективному направлению вещества и энергии к SMBH, что потенциально может преодолеть динамическое трение.
Хрупкий баланс
Чтобы изучить роль SIDM в слиянии SMBH, исследователи провели подробные расчеты профилей плотности темной материи вокруг SMBH для SIDM и холодной темной материи (менее взаимодействующей).
Они также смоделировали эффекты динамического трения на орбитах SMBH, рассчитали передачу энергии между SMBH и темной материей и провели моделирование спектров гравитационных волн в различных сценариях с темной материей.
Затем они сравнили эти результаты с данными наблюдений, полученными из временных массивов пульсаров.
Исследователи обнаружили, что поперечное сечение взаимодействия частиц темной материи должно быть в пределах оптимального диапазона. Большая площадь поперечного сечения, что означает более частые взаимодействия, приводит к взаимодействию и рассеянию частиц темной материи, выравнивая профиль плотности вблизи мелких частиц.
Это уменьшение плотности уменьшает динамическое трение, необходимое для слияния малых частиц.
"С другой стороны, необходимы достаточно частые самодействия темной материи, чтобы предотвратить рассеивание этого профиля из-за движения черной дыры", - пояснил доктор Альварес.
Идеальный диапазон поперечных сечений обеспечивает достаточное количество взаимодействий, чтобы влиять на движение малых частиц без чрезмерного рассеивания темной материи, тем самым поддерживая достаточное динамическое трение, способствующее процессу слияния.
Исследователи обнаружили, что это значение составляет от 2,5 до 25 см2/г. Это означает, что на каждый грамм темной материи приходится эффективная площадь взаимодействия частиц, которая должна составлять от 2,5 до 25 квадратных сантиметров.
Взаимодействие зависит от скорости
Исследователи также обнаружили, что скорость частиц SIDM должна быть оптимальной. На эту скорость, в свою очередь, влияет неизвестная масса носителя силы или медиатора, которая облегчает взаимодействие между частицами SIDM.
Если посредник тяжелый, это может означать, что частицы темной материи существенно взаимодействуют только тогда, когда они движутся медленно относительно друг друга. И наоборот, если посредник легкий, взаимодействия могут происходить с более высокими скоростями.
"Интересно, что эта зависимость от скорости теоретически обоснована. Это именно то, что можно обнаружить, если частица, которая действует как переносчик силы для самодействия темной материи, имеет массу, составляющую примерно 1 процент от массы частицы темной материи", - сказал доктор Альварес.
Исследователи оценили это значение в диапазоне от 300 до 600 км/с.
"Эти зависящие от скорости самовзаимодействия накладывают отпечаток на спектр гравитационных волн, потому что, когда черные дыры находятся на расстоянии долей парсека друг от друга, значительная часть орбитальной энергии теряется из-за трения темной материи, а не из-за излучения гравитационных волн, что в какой-то момент относительно подавляет сигнал гравитационных волн. частоты по сравнению с другими", - добавил доктор Альварес.
Последствия и будущая работа
Разработанная исследователями модель частиц SIDM предсказывала, что гравитационные волны будут слабее или менее интенсивными на низких частотах. Это предсказание соответствовало тому, что наблюдалось в реальных данных.
Они также показали, что SIDM с поперечным сечением, зависящим от скорости, может решить конечную проблему с парсеками и пережить процесс слияния.
Говоря о влиянии их работы, доктор Альварес сказал: "Мы обнаружили, что эволюция орбиты черной дыры очень чувствительна к микрофизике темной материи, а это означает, что мы можем использовать излучение гравитационных волн двойных систем SMBH для ограничения моделей темной материи. Это открывает новые возможности для изучения природы темной материи в самых отдаленных областях галактик, которые ранее были недоступны наблюдениям".
Команда также совершенствует свою модель и разрабатывает численное моделирование, чтобы подтвердить результаты, приведенные в этой статье. Это моделирование позволит лучше понять, как профили темной материи реагируют на энергию, выделяемую при слиянии черных дыр.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Аномальные квантовые осцилляции в топоизоляторе

Большой сферический НЛО пролетел над Мехико

Власти хранят тела четырех типов инопланетян

Греческий Розуэлл, о которых никто не говорит

Дик Чейни руководил задержанием инопланетян

Зелёная пылевая буря на Марсе

Инсайдер НЛО просит Трампа об иммунитете

Йоги, пришельцы и забытые цивилизации

Кто предпочитает обсуждать НЛО

Легенда о Крысолове из Гамельна

Мегаземля GJ 523b в 23 раза массивнее Земли

Над Хибинами заметили облака-НЛО

Открытие на острове Пасхи может переписать историю

Первая пара питающихся сверхмассивных черных дыр

Почему публикации файлов об НЛО так важны

Почему Спилберг одержим НЛО

Рассекречивание файлов об НЛО

Странный вращающийся НЛО над Техасом

Темная материя линзирует источник нейтрино

Фестский диск - одна из величайших загадок археологии

Безаллергенные генномодифицированные бигли

Боскопы - существа с огромными мозгами

Гигантский НЛО погружается в наше Солнце

Доказательство путешествий во времени

Заброшенный парк развлечений на проклятой земле

Загадочный пузырь может быть микроквазаром

История разрушительного захвата Тритона

НЛО совершает петли над Кливлендом

Обнаружили новый тип астрофизического объекта

Описание пришельца обнаружено в Тобольской летописи

Плазменный шар над Италией

Произошло нечто странное - необъяснимое

Разбившийся дрон обнаружен на Марсе

Самые загадочные случаи из рассекреченных Трампом

Спутник будет подслушивать шепот Вселенной

Технологии черного ящика подрывают доверие к открытиям

Треугольный объект возле военной базы в Колорадо

Чёрные дыры способствуют формированию планет

Что метеорит рассказывает нам о воде на Марсе

Япония стремится к спутникам Марса

Диджей с оборудованием

Аналоговые часы солдат опережали время на 25 минут

Богатые кислородом пыль и вода вблизи черной дыры

Вице-президент Дик Чейни руководил задержанием инопланетян

Звездные струи могут существовать десятилетиями

Космический туризм не влияет на сердечную мышцу

Лунотрясения помогут обнаружить лед

Методы измерения Вселенной могут изменить

Министерство обороны США расследует видео с НЛО

Мир переработки космического сырья

Новый инструмент для картирования темной материи

Обнаружена самая ранняя звезда-черная дыра

Под нашими ногами скрывается разумная сеть

Пророк Судного дня предсказал войну пяти стран

Сверхновые заложили основы для формирования каменистых планет

Секретные материалы об НЛО из Техаса

Таинственное существо-медуза на Марсе

Таинственный 'Объект М' следит за человечеством

Тихое гудение черного треугольного аппарата

Три сверхмассивные черные дыры в одной галактике

Что, если внутри чёрной дыры находится звезда

Пневмобаллон пневмосистемы. Устройство, проверка и замена

Археологи нашли самолет Амелии Эрхарт

Белый карлик содержит кислородно-неоновое ядро

Великобритания отвергает призывы к расследованию НЛО

Жидкая вода на Марсе сохранялась дольше

Загадочное существо передвигается по Марсу

Марсианский метеорит раскрыл некоторые тайны

Необычное вращение Урана

Новая миссия будет изучать эволюцию атмосфер экзопланет

Новый детектор сужает круг поиска темной материи

Ограничения на распад темной материи

Параблогер погибла в ужасной автокатастрофе

Подводные НЛО снова обсуждают военные

Почему НЛО чаще всего видят рядом с военными объектами

Почему экзопланеты становятся адскими

Растущая угроза космического мусора

Редкая звезда - ключ к разгадке тайны квантовой механики

Технологии для исследования других звёздных систем

У горы Рейнир продолжаются загадочные события

Уфологи ищут обломки НЛО в озере Анбаш

Этузиаст построил НЛО на гидроцикле

Блогер создал катер в стиле НЛО

Главный приоритет США - противоспутниковые системы

Загадочная медуза замечена на Марсе

Загадочное НЛО в небе Афин

Загадочные треугольные НЛО искажают время

Загадочный случай пережитый военными свидетелями

Искажения времени при встрече с НЛО

Корунд впервые нашли на Марсе

Кто будет говорить от имени человечества

Масштабное сокрытие информации об НЛО

Нечто запечатлели на Марсе

Понятие случайности приобрело мифический статус

Проклятие мумий оказалось реальнее, чем считалось

Пять типов встреч с НЛО

Радиостанция Судного дня передала два новых сообщения

Рекордный рост числа НЛО в Германии

Устройство способное перехватить управление Боинг 737

Фанат фантастики построил в саду звездолет

Человечество вступило в последние времена

Что нужно сделать если вы увидели НЛО

Вся жизнь на Земле произошла от одного предка

Госсекретарь США поделился подробностями о НЛО

Доктор Фил раскритиковал Трампа из-за НЛО

Жуткая история падения сферы в Бразилии

Инопланетяне управляют советом Норфолка

Искажение времени замечено после встречи с НЛО

Калифорния готовит запрет на чтение мыслей

Марсианский метеорит оказался редкого типа

На Луне нашли следы рек с жидкой водой

Наблюдения НЛО в штате Нью-Джерси

Никакого сокрытия информации об НЛО нет

Новая информация о крушении НЛО в Ацтеке

Новые ИИ могут выйти из-под контроля

Связь между конспирологией и антисемитизмом

Семь самых удивительных экзопланет

Смогут ли люди когда-нибудь жить на Титане

Спецназ США пытался расстрелять НЛО из пушек

Ученые предложили вдвое сократить население Земли

Файлы Пентагона раскрывают масштабное открытие НЛО

Эпоха человеческого интернета подходит к концу

Термопанели для облицовки фасада домов

Как рост пассажиропотока на Дальний Восток (1,5 млн человек в 2026 г) влияет на грузовые авиаперевозки

Индексация «плоских» тарифов на Дальний Восток в 2026 году. Как это повлияет на стоимость грузоперевозок

Бункер Судного дня под роскошным отелем

Генетически модифицированные бигли

Гриб, вызывающий галлюцинации крошечных людей

Диск пролетел по небу Калифорнии

Замаскированный НЛО в североамериканских облаках

Инженер нашел способ преодолеть земную гравитацию

Инопланетные объекты над островом Мадагаскар

Исчезновение НЛО поразило очевидцев в Колумбии

Маленькие красные точки и чёрные дыры

Митохондрии влияют на ваше настроение

Наклон протопланетного диска в тройной системе

НЛО - корпоративный маркетинг оборонной промышленности

НЛО пытается просканировать человеческие мысли

Окаменевшее тело инопланетянина на Марсе

Подтвердили наличие НЛО на Луне

Поиски аксионов и темных фотонов

Равнины Венеры указывают на водное прошлое

Суперземли могут быть твердыми глубоко внутри

Тайные операции и технология псионического призыва

Убегающая сверхмассивная черная дыра

Администрация Трампа ведёт тайную программу по НЛО

Грибы могут функционировать как гигантский мозг

Демонические влияния на эксперта по НЛО Стивена Грира

Древнее инопланетное лицо в Антарктиде

Замаскированный НЛО отбрасывает тень на землю

Звездообразный НЛО снят над Калифорнией

Инопланетяне любят посещать Колорадо

Классический диск красуется перед истребителем

Лучшая сьёмка НЛО над Ираном

НЛО исследовал машину Google Earth

Обнаружен куб Боргов, вращающийся вокруг Солнца

Огромная пирамида обнаружена на Луне

Опубликована новая партия файлов об НЛО

Секретная база инопланетян в Хантсвилле

Треугольный НЛО запечатлен над базой в Колорадо

Три светящихся красных шара над Алабамой

Федеральные расследования по НЛО продолжаются

Флот белых шаров над Аркадией

Число наблюдений НЛО резко возросло

Что никогда не следует покупать на барахолках

Израильское гражданство. Система, алгоритм и профессиональное сопровождение

Складская и индустриальная недвижимость. Комплексные решения для бизнеса и инвестиций

Атмосфера Плутона может разрушаться

Брифинг Трампа по НЛО с Робертом Бигелоу

Десятилетняя загадка потускнения звезды Табби

Загадочный проход в склоне холма на Марсе

Зодиакальная пыль в экзопланетных системах

ИИ создает новые вирусы с нуля

Инопланетяне прячутся в облаках

Как люди переживают необычные события

Как сохранить Землю пригодной для жизни

НЛО и нераскрытые сообщения военных

Образцы лунной породы как зеркало ранней Земли

Панорамные виды сверхмассивных черных дыр

Разработка чипов для космических телескопов

Режисcер 'Эпохи раскрытия информации' высказался о НЛО

Скрытая популяция черных дыр без компаньонов

США опубликовали 41 новый файл про НЛО

Тайна треугольного объекта над американской базой

Удивительный и загадочный астероид Ниса

Что происходит с луной, когда её планету 'крадут'

Наверх
Яндекс.Метрика