Μια ομάδα θεωρητικών φυσικών στην Ινδία έδειξε ότι τα βαρυτικά κύματα θα μπορούσαν να αποκαλύψουν τον ρόλο που θα μπορούσε να παίξει η σκοτεινή ύλη στη μετατροπή των αστέρων νετρονίων σε μαύρες τρύπες.
Η σκοτεινή ύλη είναι μια υποθετική, αόρατη ουσία που επικαλείται για να εξηγήσει την περίεργη συμπεριφορά δομών μεγάλης κλίμακας όπως οι γαλαξίες και τα σμήνη γαλαξιών – συμπεριφορά που δεν μπορεί να εξηγηθεί μόνο από τη βαρύτητα.
Εάν υπάρχει, η σκοτεινή ύλη πρέπει να αλληλεπιδράσει με τη συνηθισμένη ύλη μέσω της βαρύτητας. Ωστόσο, ορισμένα μοντέλα προβλέπουν ότι η σκοτεινή ύλη θα μπορούσε επίσης να αλληλεπιδράσει με τη συνηθισμένη ύλη μέσω πολύ αδύναμων μη βαρυτικών αλληλεπιδράσεων.
Αδύναμο αλλά επαρκές
«Η μη βαρυτική αλληλεπίδραση σημαίνει ότι [τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης] αναμένεται να έχουν κάποιου είδους αλληλεπίδραση με πρωτόνια και νετρόνια». Sulagna Bhattacharya είπε Κόσμος Φυσικής. Ο Bhattacharya είναι μεταπτυχιακός φοιτητής στο Ινστιτούτο Θεμελιωδών Ερευνών Tata στη Βομβάη, ο οποίος προσθέτει, «Αυτές οι αλληλεπιδράσεις μπορεί να είναι πολύ αδύναμες, αλλά μπορεί να επαρκούν για να επιτρέψουν στα σωματίδια της σκοτεινής ύλης να συλληφθούν μέσα σε ένα αστέρι νετρονίων».
Τα αστέρια νετρονίων είναι τα πυκνά υπολείμματα του πυρήνα των ογκωδών αστέρων που έχουν εκραγεί ως σουπερνόβα. Είναι πολύ μικρά, ίσως μια ντουζίνα χιλιόμετρα πλάτος, αλλά με μάζες μεγαλύτερες από τον Ήλιο. Ο πυρήνας ενός αστέρα νετρονίων είναι τόσο πυκνός που θα μπορούσε να αυξήσει την πιθανότητα αλληλεπιδράσεων μεταξύ της κανονικής ύλης και της σκοτεινής ύλης.
Η μέγιστη θεωρητική μάζα που μπορεί να έχει ένα αστέρι νετρονίων είναι 2.5 ηλιακές μάζες, αλλά στην πράξη οι περισσότερες είναι πολύ μικρότερες, περίπου 1.4 ηλιακές μάζες. Οι αστέρες νετρονίων που είναι μεγαλύτερες από 2.5 ηλιακές μάζες θα υποστούν βαρυτική κατάρρευση για να σχηματίσουν μαύρες τρύπες.
Κλείνοντας το χάσμα
Οι μαύρες τρύπες αστρικής μάζας μπορούν επίσης να σχηματιστούν απευθείας από σουπερνόβα (εκρήξεις μεγάλων άστρων), αλλά η θεωρητική μοντελοποίηση έχει προτείνει ότι οι μαύρες τρύπες δεν πρέπει να υπάρχουν σε ηλιακές μάζες 2-5. Μέχρι πρόσφατα, αυτό υποστηριζόταν από στοιχεία παρατήρησης. Ωστόσο, ξεκινώντας το 2015, παρατηρήσεις βαρυτικών κυμάτων από τις συγχωνεύσεις ζευγών μαύρων οπών αποκάλυψαν την ύπαρξη μαύρων οπών μέσα σε αυτό το χάσμα μάζας.
Για παράδειγμα, GW 190814 ήταν ένα συμβάν βαρυτικών κυμάτων που εντοπίστηκε το 2019 και αφορούσε ένα αντικείμενο με 2.50–2.67 ηλιακές μάζες. Ένα άλλο γεγονός μυστηρίου ήταν GW 190425, εντοπίστηκε επίσης το 2019, όπου το συνδυασμένο αντικείμενο είχε μάζα 3.4 ηλιακών μαζών. Αυτή είναι μια σημαντικά υψηλότερη συνολική μάζα από οποιοδήποτε γνωστό σύστημα δυαδικών αστέρων νετρονίων.
Τώρα η Bhattacharya, ο προϊστάμενός της Μπασουντέμπ Ντασγκούπτα, συν Ραντζάν Λάχα του Ινδικού Ινστιτούτου Επιστημών και Anupam Ray του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, έχουν προτείνει ότι η σκοτεινή ύλη που συσσωρεύεται στον πυρήνα ενός άστρου νετρονίων θα αύξανε την πυκνότητα του πυρήνα σε σημείο που καταρρέει σε μια μικροσκοπική μαύρη τρύπα. Αυτή η μαύρη τρύπα θα μεγαλώσει και θα καταβροχθίσει το αστέρι νετρονίων. Το αποτέλεσμα θα ήταν μια μαύρη τρύπα με μάζα μικρότερη από την αναμενόμενη. Και, η ανίχνευση τέτοιων μαύρων τρυπών χαμηλής μάζας θα ήταν δελεαστικά στοιχεία για τη σκοτεινή ύλη.
“Αστροφυσικά εξωτικό”
«Αυτά τα συμπαγή αντικείμενα θα ήταν αστροφυσικά εξωτικά», λέει ο Bhattacharya, ο οποίος είναι ο κύριος συγγραφέας μιας εργασίας που περιγράφει αυτή την υπόθεση στο Επιστολές Φυσικής Επισκόπησης. Το έγγραφό τους παρουσιάζει τα GW 190814 και GW 190425 ως συγχωνεύσεις που θα μπορούσαν να εμπλέκουν μαύρες τρύπες που δημιουργήθηκαν με τη βοήθεια της σκοτεινής ύλης.
Είτε υπάρχουν μαύρες τρύπες που έχουν μετατραπεί από αστέρια νετρονίων είτε όχι, ο Bhattacharya λέει ότι η αναζήτησή τους θα προσφέρει «μερικούς σημαντικούς περιορισμούς στις αλληλεπιδράσεις της σκοτεινής ύλης με τα νουκλεόνια». Ως αποτέλεσμα, ο αυξανόμενος αριθμός των συγχωνεύσεων που παρατηρούνται θα μπορούσε να επιτρέψει στους φυσικούς να αξιολογήσουν διαφορετικά μοντέλα σκοτεινής ύλης.
Αστέρια που τροφοδοτούνται από σκοτεινή ύλη μπορεί να έχουν δει το JWST
Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι τα αντικείμενα χαμηλής μάζας που παρατηρήθηκαν στα GW 190814 και GW 190425 είναι αρχέγονες μαύρες τρύπες που σχηματίστηκαν αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Ωστόσο, ορισμένες θεωρίες προτείνουν ότι οι αρχέγονες μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να είναι ένα συστατικό της σκοτεινής ύλης – έτσι η μελέτη των συγχωνεύσεων θα μπορούσε να παρέχει ακόμη περισσότερες πληροφορίες για τη φύση της σκοτεινής ύλης.
Πράγματι, το βασικό πλεονέκτημα της χρήσης βαρυτικών κυμάτων για την αναζήτηση στοιχείων για τη σκοτεινή ύλη είναι ότι είναι το πιο ευαίσθητο μέσο που έχουμε για την ανίχνευση των αμυδρά μη βαρυτικών αλληλεπιδράσεων της σκοτεινής ύλης με την κανονική ύλη.
Αυτό συμβαίνει επειδή η παρατήρηση βαρυτικών κυμάτων δεν υπόκειται στο «πάτωμα των νετρίνων», το οποίο περιορίζει τα πειράματα που στοχεύουν στην άμεση ανίχνευση της σκοτεινής ύλης. Το πάτωμα αναφέρεται στο γεγονός ότι τα νετρίνα είναι μια σημαντική πηγή θορύβου περιβάλλοντος σε ανιχνευτές σκοτεινής ύλης όπως ΛΟΥΞ-ΖΕΠΛΙΝ.
«Η μέθοδος που προτείνουμε μπορεί να ανιχνεύσει τις περιοχές που είναι πέρα από την εμβέλεια αυτών των επίγειων ανιχνευτών λόγω περιορισμένης έκθεσης και ευαισθησίας ανιχνευτών», λέει ο Bhattacharya.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- BlockOffsets. Εκσυγχρονισμός της περιβαλλοντικής αντιστάθμισης ιδιοκτησίας. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://physicsworld.com/a/gravitational-waves-could-reveal-dark-matter-transforming-neutron-stars-into-black-holes/
- :έχει
- :είναι
- :δεν
- 1
- 2015
- 2019
- 67
- 90
- a
- Σχετικα
- AC
- απέναντι
- Προσθέτει
- Πλεονέκτημα
- επακόλουθο
- στοχεύουν
- επιτρέπουν
- alone
- Επίσης
- an
- και
- Άλλος
- κάθε
- ΕΙΝΑΙ
- γύρω
- AS
- At
- συγγραφέας
- φόντο
- BE
- επειδή
- γίνονται
- ήταν
- Αρχή
- είναι
- Berkeley
- μεταξύ
- Πέρα
- Μεγάλος
- Μεγάλη έκρηξη
- Μαύρη
- Μαύρη Τρύπα
- μαύρες τρύπες
- αλλά
- by
- Καλιφόρνια
- CAN
- δεν μπορώ
- συλλαμβάνονται
- Κέντρο
- Κατάρρευση
- καταρρεύσεις
- COM
- σε συνδυασμό
- συμπαγής
- συστατικό
- εννοιολογική
- περιορισμούς
- μετατρέπονται
- πυρήνας
- θα μπορούσε να
- περίεργος
- σκοτάδι
- Σκοτεινή ύλη
- πυκνός
- πυκνότητα
- εντοπιστεί
- Ανίχνευση
- διαφορετικές
- κατευθείαν
- δωδεκάδα
- δυο
- αρκετά
- αξιολογήσει
- Even
- Συμβάν
- απόδειξη
- παράδειγμα
- υπάρχουν
- υπάρχει
- Εξωτικός
- αναμένεται
- πειράματα
- Εξηγήστε
- εξήγησε
- εκρήξεις
- Έκθεση
- γεγονός
- πτήση
- Όροφος
- Για
- μορφή
- σχηματίζεται
- Εμπρός
- από
- θεμελιώδης
- Γαλαξίες
- γαλαξίας
- χάσμα
- συγκεντρώνουν
- αποφοιτήσουν
- βαρυτική
- Βαρυτικά κύματα
- βαρύτητα
- μεγαλύτερη
- Grow
- Μεγαλώνοντας
- είχε
- Έχω
- βοήθεια
- αυτήν
- υψηλότερο
- Τρύπα
- Τρύπες
- Ωστόσο
- http
- HTTPS
- εικόνα
- άμεσος
- in
- Αυξάνουν
- Ινδία
- Ινδός
- πληροφορίες
- μέσα
- Ινστιτούτο
- αλληλεπιδρούν
- αλληλεπίδραση
- αλληλεπιδράσεις
- σε
- επικαλείται
- συμμετέχουν
- ζήτημα
- IT
- jpg
- Κλειδί
- γνωστός
- εργαστήριο
- large
- μεγάλης κλίμακας
- οδηγήσει
- Περιωρισμένος
- όρια
- που
- Μάζα
- μάζες
- μαζική
- ύλη
- max-width
- ανώτατο όριο
- Ενδέχεται..
- μέσα
- μέθοδος
- πρίπλασμα
- μοντέλα
- περισσότερο
- πλέον
- πολύ
- Βομβάη
- πρέπει
- Μυστήριο
- Nasa
- Φύση
- νετρίνα
- Αστέρας νετρονίων
- Αστέρια νετρονίων
- νετρόνια
- Θόρυβος
- κανονικός
- αριθμός
- αντικείμενο
- αντικειμένων
- παρατηρήσεις
- παρατηρούμενη
- of
- on
- or
- συνήθης
- ζεύγη
- Χαρτί
- ίσως
- Φυσική
- Κόσμος Φυσικής
- Πλάτων
- Πληροφορία δεδομένων Plato
- Πλάτωνα δεδομένα
- Δοκιμάστε να παίξετε
- συν
- Σημείο
- δυνατότητα
- τροφοδοτείται
- πρακτική
- προβλέψει
- πιθανότητα
- καθετήρας
- πρωτόνια
- παρέχουν
- Βάζει
- φθάσουν
- πρόσφατα
- αναφέρεται
- περιοχές
- έρευνα
- αποτέλεσμα
- αποκαλύπτω
- Αποκαλυφθε'ντα
- ανασκόπηση
- Ρόλος
- λέει
- Επιστήμη
- Αναζήτηση
- αναζήτηση
- δει
- ευαίσθητος
- Ευαισθησία
- θα πρέπει να
- παρουσιάζεται
- σημαντικός
- small
- μικρότερος
- So
- ηλιακός
- μερικοί
- Πηγή
- Χώρος
- Αστέρι
- Ηθοποιοί
- δομές
- Φοιτητής
- μελετώντας
- θέμα
- ουσία
- ουσιαστικά
- τέτοιος
- επαρκής
- προτείνω
- Κυρ.
- υποστηριζόνται!
- σύστημα
- δελεαστικός
- γήινος
- από
- ότι
- Η
- τους
- Τους
- τότε
- θεωρητικός
- Αυτοί
- αυτοί
- αυτό
- Μέσω
- thumbnail
- προς την
- είπε
- Σύνολο
- μετασχηματίζοντας
- αληθής
- μετατρέπει
- Uk
- υφίσταμαι
- πανεπιστήμιο
- Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια
- μέχρι
- us
- χρησιμοποιώντας
- πολύ
- μέσω
- ήταν
- κύματα
- we
- ήταν
- Ποιό
- Ο ΟΠΟΊΟΣ
- θα
- με
- εντός
- κόσμος
- θα
- zephyrnet