Sciencemag.cz
Doporučujeme
Temná hmota by podle jedná teorie mohla být alespoň zčásti tvořena obřími bosonovými mračny. Takové útvary složené z ultralehkých částic by ovšem bylo extrémně těžké detekovat. Nová studie navrhuje k tomu zkusit využít gravitační vlny zachycované observatořemi LIGO, Virgo a KAGRA. Tyto observatoře by takto mohly dohlédnout až k mrakům bosonů vzdáleným miliardy světelných let.
Výzkum byl proveden nad daty ze všech tří výše zmíněných observatoří. Konkrétně navrhuje, že by hledané gravitační vlny mohly vznikat při interakci bosonových mračen obíhajících kolem rychle rotujících černých děr.
Vůbec přitom ale nevíme, zda bosony (ve smyslu konkrétních typů částic), které by měly tvořit příslušná mračna, existují. Na Zemi by je bylo prakticky nemožné nějak zaznamenat. Měly by extrémně nízkou hmotnost a jinak než gravitačně (a to velmi slabě) nejspíš s ostatní hmotou neinteragovaly. V další fázi výzkumu by se mělo podařit vlastnosti těchto bosonů podařit zúžit, tj. co nejvíc z hypotetických částic vyloučit.
Rychle rotující černé díry by měly způsobovat, že eventuální mraky bosonů budou následovat jejich otáčení. Výsledkem těchto interakcí by měly být gravitační vlny. Nová studie se rovněž zabývá rovněž možnou existencí bosonových mračen v naší galaxii, a to s ohledem na jejich stáří. Model předpokládá, že síla gravitačních vln závisí na stáří bosonového mraku, přičemž starším mrakům odpovídají slabší signály. Bosonový mrak ztrácí emisí gravitačních vln energii a postupně se zmenšuje.
„Zjistili jsme, že určitý typ bosonového mračna mladšího než 1 000 let se pravděpodobně nevyskytuje nikde v naší galaxii, zatímco mračna stará až 10 milionů let se pravděpodobně nevyskytují ve vzdálenosti přibližně 3 260 světelných let od Země,“ uvedla spoluautorka studie Lilli Sun z Australian National University.
All-sky search for gravitational wave emission from scalar boson clouds around spinning black holes in LIGO O3 data. arXiv:2111.15507v1 [astro-ph.HE], arxiv.org/abs/2111.15507
Zdroj: Australian National University / Phys.org
