Команда фізиків-теоретиків з Індії показала, що гравітаційні хвилі можуть виявити роль темної матерії в перетворенні нейтронних зірок на чорні діри.
Темна матерія — це гіпотетична невидима субстанція, яка використовується для пояснення дивної поведінки великих структур, таких як галактики та скупчення галактик, — поведінки, яку неможливо пояснити лише гравітацією.
Якщо вона існує, темна матерія повинна взаємодіяти зі звичайною матерією через гравітацію. Однак деякі моделі передбачають, що темна матерія також може взаємодіяти зі звичайною через дуже слабкі негравітаційні взаємодії.
Слабкий, але достатній
«Негравітаційна взаємодія означає, що очікується, що [частинки темної матерії] будуть мати певний вид взаємодії з протонами та нейтронами», Сулагна Бхаттачарья сказав Світ фізики. Бхаттачарія є аспірантом Інституту фундаментальних досліджень Тата в Мумбаї, який додає: «Ці взаємодії можуть бути дуже слабкими, але їх може бути достатньо, щоб дозволити частинкам темної матерії потрапити всередину нейтронної зірки».
Нейтронні зірки — це щільні залишки ядра масивних зірок, які вибухнули як наднові. Вони дуже малі, можливо, десятки кілометрів у поперечнику, але мають масу більшу, ніж Сонце. Ядро нейтронної зірки настільки щільне, що може збільшити ймовірність взаємодії між нормальною матерією та темною матерією.
Максимальна теоретична маса, яку може мати нейтронна зірка, становить 2.5 маси Сонця, але на практиці більшість з них набагато менша, приблизно 1.4 маси Сонця. Нейтронні зірки, маса яких перевищує 2.5 маси Сонця, зазнають гравітаційного колапсу з утворенням чорних дір.
Закриття розриву
Чорні діри зоряної маси також можуть утворюватися безпосередньо з наднових (вибухів великих зірок), але теоретичне моделювання припустило, що чорні діри не повинні існувати на 2–5 сонячних масах. До недавнього часу це підтверджувалося спостереженнями. Однак, починаючи з 2015 року, спостереження за гравітаційними хвилями від злиття пар чорних дір виявили існування чорних дір у цьому розриві мас.
Наприклад, GW 190814 була гравітаційно-хвильова подія, зареєстрована в 2019 році, яка включала об’єкт із масою Сонця від 2.50 до 2.67. Ще одна загадкова подія GW 190425, також виявлений у 2019 році, де комбінований об’єкт мав масу 3.4 маси Сонця. Це значно вища загальна маса, ніж у будь-якої відомої подвійної системи нейтронних зірок.
Тепер Бхаттачарья, її керівник Басудеб Дасгупта, плюс Ранджан Лаха Індійського інституту науки та Анупам Рей з Каліфорнійського університету в Берклі припустили, що темна матерія, яка накопичується в ядрі нейтронної зірки, збільшить щільність ядра до такої міри, що воно зруйнується в мініатюрну чорну діру. Потім ця чорна діра виросте і поглине нейтронну зірку. Результатом буде чорна діра з меншою, ніж очікувалося, масою. І виявлення таких малих чорних дір було б спокусливим доказом темної матерії.
«Астрофізична екзотика»
«Ці компактні об’єкти були б астрофізично екзотичними», — каже Бхаттачарія, який є провідним автором статті, що описує цю гіпотезу в Physical Review Letters,. У їхній статті йдеться про злиття GW 190814 і GW 190425, які могли включати чорні діри, створені за допомогою темної матерії.
Незалежно від того, чи існують чорні діри, утворені з нейтронних зірок, чи ні, Бхаттачарія каже, що їх пошук забезпечить «деякі значні обмеження на взаємодію темної матерії з нуклонами». У результаті зростаюча кількість спостережуваних злиттів може дозволити фізикам оцінити різні моделі темної матерії.
Зірки, що живляться темною матерією, можливо, були помічені JWST
Інша можливість полягає в тому, що об’єкти малої маси, які спостерігаються в GW 190814 і GW 190425, є первісними чорними дірами, які утворилися відразу після Великого вибуху. Однак деякі теорії припускають, що первісні чорні діри можуть бути компонентом темної матерії, тому вивчення злиття може надати ще більше інформації про природу темної матерії.
Дійсно, ключова перевага використання гравітаційних хвиль для пошуку доказів темної матерії полягає в тому, що це найбільш чутливий засіб, який ми маємо для виявлення слабких негравітаційних взаємодій темної матерії зі звичайною матерією.
Це пояснюється тим, що спостереження за гравітаційними хвилями не залежить від «поверху нейтрино», що обмежує експерименти, спрямовані на пряме виявлення темної матерії. Підлога стосується того факту, що нейтрино є значним джерелом фонового шуму в детекторах темної матерії, таких як ЛЮКС-ЗЕПЛІН.
«Запропонований нами метод може досліджувати регіони, які знаходяться за межами досяжності цих наземних детекторів через обмежений вплив і чутливість детектора», — говорить Бхаттачарія.
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
- PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
- BlockOffsets. Модернізація екологічної компенсаційної власності. Доступ тут.
- джерело: https://physicsworld.com/a/gravitational-waves-could-reveal-dark-matter-transforming-neutron-stars-into-black-holes/
- : має
- :є
- : ні
- 1
- 2015
- 2019
- 67
- 90
- a
- МЕНЮ
- AC
- через
- Додає
- Перевага
- наслідки
- мета
- дозволяти
- тільки
- Також
- an
- та
- Інший
- будь-який
- ЕСТЬ
- навколо
- AS
- At
- автор
- фон
- BE
- оскільки
- ставати
- було
- початок
- буття
- Берклі
- між
- За
- Великий
- великий вибух
- Black
- Чорна діра
- чорних дір
- але
- by
- Каліфорнія
- CAN
- не може
- захоплений
- Центр
- колапс
- руйнується
- COM
- комбінований
- компактний
- компонент
- концептуальний
- обмеження
- перероблений
- Core
- може
- цікавий
- темно
- Темна матерія
- щільний
- Щільність
- виявлено
- Виявлення
- різний
- безпосередньо
- дюжина
- два
- досить
- оцінювати
- Навіть
- Event
- докази
- приклад
- існувати
- існує
- Екзотичний
- очікуваний
- Експерименти
- Пояснювати
- пояснені
- вибухи
- експонування
- факт
- політ
- Поверх
- для
- форма
- сформований
- вперед
- від
- фундаментальний
- Галактики
- Galaxy
- розрив
- збирати
- випускник
- гравітаційний
- Гравітаційні хвилі
- вага
- великий
- Рости
- Зростання
- було
- Мати
- допомога
- її
- вище
- Hole
- Отвори
- Однак
- HTTP
- HTTPS
- зображення
- Негайний
- in
- Augmenter
- Індію
- індійський
- інформація
- всередині
- Інститут
- взаємодіяти
- взаємодія
- Взаємодії
- в
- викликали
- залучений
- питання
- IT
- JPG
- ключ
- відомий
- lab
- великий
- масштабний
- вести
- обмеженою
- рамки
- made
- Маса
- маси
- масивний
- Матерія
- макс-ширина
- максимальний
- Може..
- засоби
- метод
- моделювання
- Моделі
- більше
- найбільш
- багато
- Мумбаї
- повинен
- Таємниця
- НАСА
- природа
- нейтрино
- Нейтронна зірка
- Нейтронні зірки
- нейтронів
- шум
- нормальний
- номер
- об'єкт
- об'єкти
- спостереження
- спостерігається
- of
- on
- or
- звичайний
- пар
- Папір
- може бути
- Фізика
- Світ фізики
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- Play
- плюс
- точка
- можливість
- Харчування
- практика
- передбачати
- ймовірність
- зонд
- протони
- забезпечувати
- Ставить
- досягати
- нещодавно
- відноситься
- райони
- дослідження
- результат
- показувати
- Показали
- огляд
- Роль
- говорить
- наука
- Пошук
- Грати короля карти - безкоштовно Nijumi логічна гра гри
- бачив
- чутливий
- Чутливість
- Повинен
- показаний
- значний
- невеликий
- менше
- So
- сонячний
- деякі
- Source
- Простір
- Star
- Зірки
- структур
- студент
- вивчення
- тема
- речовина
- по суті
- такі
- достатній
- пропонувати
- Sun
- Підтриманий
- система
- дражливий
- команда
- наземний
- ніж
- Що
- Команда
- їх
- Їх
- потім
- теоретичний
- Ці
- вони
- це
- через
- слайдами
- до
- сказав
- Усього:
- перетворення
- правда
- повороти
- Uk
- пройти
- університет
- Університет Каліфорнії
- до
- us
- використання
- дуже
- через
- було
- хвилі
- we
- були
- який
- ВООЗ
- волі
- з
- в
- світ
- б
- зефірнет