[HOT] : Neue Beweise für mysteriöse Wolken, die Schwarze Löcher umkreisen

Gravitationswellen sind kosmische Wellen im Gefüge von Raum und Zeit, die aus katastrophalen Ereignissen im Weltraum entstehen, wie der Kollision von Schwarzen Löchern und Neutronensternen – den kollabierten Kernen massereicher Riesensterne. Hochempfindliche Gravitationswellendetektoren auf der Erde, wie Advanced Lego Virgo-Detektoren haben Dutzende von Gravitationswellensignalen erfolgreich nachgewiesen und wurden auch verwendet, um nach dunkler Materie zu suchen – einer hypothetischen Form von Materie, von der angenommen wird, dass sie etwa 85% der gesamten Materie im Universum ausmacht. Dunkle Materie kann aus Teilchen bestehen, die kein Licht absorbieren, reflektieren oder emittieren, sodass sie durch die Beobachtung elektromagnetischer Strahlung nicht erkannt werden können. Dunkle Materie ist Materie, die nicht direkt gesehen werden kann, aber wir wissen, dass Dunkle Materie aufgrund ihrer Wirkung auf Dinge existiert, die wir direkt beobachten können.

Leichte Bosonen sind eine neue Art von subatomaren Teilchen, die Wissenschaftler als überzeugende Kandidaten für dunkle Materie präsentiert haben. Diese ultraleichten Teilchen sind jedoch schwer nachzuweisen, da sie eine sehr geringe Masse haben und selten mit anderer Materie wechselwirken – eine der Haupteigenschaften, die dunkle Materie zu haben scheint.

Dr. Lily Sun sucht nach Wolken von Bosonen – dem Hauptkonkurrenten der Dunklen Materie. Bildnachweis: Tracy Nerme / ANU

enthüllend von Gravitationswellen Er schlägt eine neue Methode zum Nachweis von Teilchen ultraleichter Bosonen durch die Schwerkraft vor. Wissenschaftler glauben, dass, wenn sich sehr leichte Bosonen in der Nähe der schnellen Rotation befinden Schwarzes Loch, verursacht das intensive Gravitationsfeld das Einfangen von Partikeln um das Schwarze Loch herum, wodurch sich eine Wolke um das Schwarze Loch bildet. Dieses Phänomen kann über eine sehr lange Lebensdauer Gravitationswellen erzeugen. Durch die Suche nach diesen Gravitationswellensignalen können Wissenschaftler endlich diese schwer fassbaren Boson-Teilchen erkennen, falls sie existieren, und möglicherweise dunkle Materie entschlüsseln oder das Vorhandensein einiger der vorgeschlagenen Teilchentypen ausschließen.

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In einer aktuellen internationalen Studie im Rahmen der LIGO-Virgo-KAGRA-Kollaboration mit Dr. Australische Nationaluniversität Als einer der bahnbrechenden Forscher führte ein Team von Wissenschaftlern die erste All-Sky-Forschung durch, die auf Gravitationswellensignale ausgelegt war, die von Bosonenwolken um schnelle schwarze Löcher umkreist werden.

„Die Wissenschaft der Gravitationswellen hat ein ganz neues Fenster für das Studium der fundamentalen Physik geöffnet. Es liefert nicht nur direkte Informationen über die mysteriösen kompakten Objekte im Universum wie Schwarze Löcher und Neutronensterne, sondern ermöglicht uns auch die Suche nach neuen Teilchen und dunkler Materie.

Obwohl kein Signal erkannt wurde, konnte das Forscherteam wertvolle Rückschlüsse auf das mögliche Vorhandensein dieser Wolken in unserer Galaxie ziehen. Bei der Analyse haben sie auch berücksichtigt, dass die Stärke des Gravitationswellensignals vom Alter der Bosonwolke abhängt: Die Bosonwolke schrumpft, da sie durch das Aussenden von Gravitationswellen ihre Energie verliert, sodass die Stärke des Gravitationswellensignals abnimmt wie die Wolke altert.

„Wir haben gelernt, dass eine bestimmte Art von bosonischer Wolke, die weniger als 1.000 Jahre alt ist, nirgendwo in unserer Galaxie zu finden ist, während solche Wolken bis zu 10 Millionen Jahren innerhalb von 3.260 Lichtjahren vom Boden unwahrscheinlich sind“, sagt Dr . Sonne.

Zukünftige Gravitationswellendetektoren werden sicherlich noch mehr Möglichkeiten eröffnen. Wir werden in der Lage sein, die Tiefen des Universums zu erreichen und mehr Ideen über diese Teilchen zu entdecken. „

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