Слияния черных дыр поищут в облаках темной материи
Могла ли темная материя оставить след в гравитационных волнах? Задавшись этим вопросом, физики заявили, что в сигналах от слияния черных дыр, регистрируемых с помощью детекторов LIGO, VIRGO и KAGRA, могут скрываться признаки особо легких скалярных частиц — одних из возможных кандидатов на роль темной материи.
С момента первого обнаружения гравитационных волн (гравиволн) в 2015 году исследования в этой области становятся все более интересными и экзотическими. Теоретики давно предполагали, что если вокруг черных дыр существуют облака темной материи (ТМ), они могут слегка менять движение объектов и форму гравитационного сигнала.
Эта гипотеза недавно получила подкрепление: проанализировав потенциальное влияние ТМ на движение компактных объектов и распространение гравитационных сигналов, астрофизики заключили, что распределение темной материи в космическом пространстве и вокруг сливающихся черных дыр способно искажать форму гравиволн.
Теперь ученые обратили внимание на особо легкие скалярные частицы — гипотетические частицы с чрезвычайно малой массой, в том числе аксионы и похожие на них частицы. Если темная материя состоит именно из таких частиц, то в некоторых моделях они могут образовывать плотные облака вокруг вращающихся черных дыр благодаря эффекту сверхизлучения (то есть черная дыра передает этим частицам часть энергии своего вращения).
Чтобы проверить, можно ли увидеть следы подобных облаков в реальных данных LIGO, VIRGO и KAGRA, исследователи создали специальную модель гравиволн, учитывающую влияние такого облака на движение двойной системы черных дыр. Затем модель протестировали на сложных численных симуляциях, где космические «монстры» сливались внутри облака темной материи.
Выяснилось, что присутствие облака слегка ускоряет спиральное сближение черных дыр. Из-за этого меняется частота гравитационных волн — тот самый нарастающий сигнал, регистрируемый детекторами. В обычных моделях без окружающей среды такие отклонения можно ошибочно интерпретировать как другие массы или параметры системы.
Проверив модель, авторы статьи проанализировали 28 событий из каталога GWTC-3. В большинстве случаев данные хорошо согласовывались с обычной картиной без ТМ. Однако в двух событиях — GW190814 и особенно GW190728 — ученые заметили кое-что необычное. Для GW190728 статистический анализ выявил умеренное предпочтение сценарию, в котором черные дыры окружало облако темной материи.
Если выводы верны, речь может идти о частице с массой порядка 10⁻¹² электронвольт. Это чрезвычайно малая величина: такие частицы были бы настолько легкими, что вели бы себя скорее как волны, а не обычные частицы ТМ. Подобные объекты, однако, некоторые группы ученых рассматривают как кандидаты на «волновую» темную материю, способную объяснить ряд космологических загадок.
Авторы научной работы, опубликованной в журнале Physical Review Letters, подчеркнули, что речь не идет об открытии. Сигнал остается статистически слабым, а похожие эффекты могут возникать из-за других факторов, например газа вокруг черных дыр или особенностей их орбит. Иными словами, речь идет об очень слабом эффекте, требующем дальнейшей проверки. Исследование тем не менее показало, что гравитационные волны постепенно превращаются не только в инструмент астрофизики, но и в способ поиска новой физики в целом.
Отметим, в научном сообществе все чаще сомневаются в том, что темная материя состоит из частиц. Хотя в ее существовании исследователи уверены, ни одна из множества гипотез о природе ТМ так и не получила подтверждения.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно выяснили, что прогулки на природе делают людей счастливее, но механизмы этого влияния оставались не до конца понятными. Теперь международная команда психологов выяснила: природа повышает удовлетворенность жизнью не напрямую, а через способность принимать и уважать собственное тело.
Отходы виноделия служат полноценной заменой антибиотикам в птицеводстве. Всего полпроцента виноградного жмыха в рационе бройлеров с хроническим воспалением кишечника восстановили рост птиц, подавили патогенные бактерии и улучшили качество мяса. В отличие от традиционных стимуляторов роста, жмых не провоцирует появление супербактерий, предлагая индустрии дешевую и экологичную альтернативу.
Американские исследователи обнаружили неожиданный физический механизм защиты у риса. Оказалось, что сельскохозяйственная культура способна уничтожать гусениц кукурузной лиственной совки, заманивая их внутрь своих колосков. Жесткие микроскопические волоски (трихомы) не дают насекомому выбраться, а затем створки зерна закрываются и смертельно сдавливают вредителя.
Отходы виноделия служат полноценной заменой антибиотикам в птицеводстве. Всего полпроцента виноградного жмыха в рационе бройлеров с хроническим воспалением кишечника восстановили рост птиц, подавили патогенные бактерии и улучшили качество мяса. В отличие от традиционных стимуляторов роста, жмых не провоцирует появление супербактерий, предлагая индустрии дешевую и экологичную альтернативу.
Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии