Gdzie jest ciemna materia? Odpowiedzi powinny dostarczyć chmury bozonów

astronomia

Naukowcy szukają sygnałów fal grawitacyjnych emitowanych przez ultralekkie chmury bozonów. To właśnie one mogą stanowić klucz do rozwiązania zagadki ciemnej materii.

Ultralekkie bozony to hipotetyczne cząstki o masie mniejszej niż miliardowa część masy elektronu. Hipotezy zakładają, iż mogłyby one stanowić część ciemnej materii, a być może i jej całość. Gdyby owe bozony miały istnieć, to można byłoby wykryć ich ślady w pobliżu wirujących czarnych dziur. Badanie na ten temat, dostępne w formie pre-printu, zostało niedawno opublikowane na łamach arXiv.

Czytaj też: Bąble Fermiego kluczem do ciemnej materii? Naukowcy proponują rozwiązanie zagadki

Reklama

Wykrycie tych ultralekkich bozonów na Ziemi jest w zasadzie niemożliwe. Cząstki te, o ile istnieją, mają niezwykle niską masę i rzadko oddziałują z inną materią – co jest jedną z kluczowych właściwości, które wydaje się posiadać ciemna materia. Szukając fal grawitacyjnych emitowanych przez te chmury możemy wytropić te nieuchwytne cząstki i być może rozwikłać zagadkę ciemnej materii.

Lilli Sun, Australian National University.

Ciemna materia nie może być zaobserwowana w bezpośredni sposób

Podstawę nowych badań stanowiły detektory LIGO, które umożliwiły zbadanie fal grawitacyjnych świadczących o obecności chmur bozonów wokół gwałtowanie obracających się czarnych dziur. Owe chmury, w teorii składające się z ultralekkich cząstek subatomowych, byłyby prawie niemożliwe do wykrycia. Właśnie dlatego stanowią potencjalnych kandydatów na ciemną materię, która według szacunków stanowi około 85 procent całej materii we wszechświecie.

Czytaj też: Wirtualna czarna dziura pokazuje, które gwiazdy przetrwają, a które nie

Jak dodaje Sun, ciemnej materii nie można zobaczyć bezpośrednio, ale wiemy o jej istnieniu ze względu na wpływ, jaki wywiera na obiekty, które naukowcy są w stanie obserwować. Z przeprowadzonych przez jej zespół badań wynika między innymi, że chmury bozonów młodsze niż 1000 lat prawdopodobnie w ogóle nie występują na terenie Drogi Mlecznej. Z kolei te, które mają nie więcej niż 10 milionów lat, najprawdopodobniej są nieobecne w promieniu około 3260 lat świetlnych od Ziemi.