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Las nubes misteriosas podrían proporcionar nuevas pistas sobre la materia oscura

La Dra. Lily Sun está buscando nubes bosonianas, el principal competidor de la materia oscura. Crédito: Tracy Nerme / ANU

La búsqueda de ondas gravitacionales, las ondas en el espacio y el tiempo causadas por importantes cataclismos cósmicos, podrían ayudar a resolver uno de los otros misterios candentes del universo: las nubes de bosones y si son el principal competidor de la materia oscura.


Los investigadores están utilizando herramientas poderosas, como el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO), Advanced Virgo y KAGRA, que detectan ondas gravitacionales de hasta miles de millones de años luz de diámetro para localizar posibles nubes de bosones.

nubes bosónicas, formadas por muy ligeras partículas subatómicas Lo cual es casi imposible de detectar, se ha sugerido como una posible fuente de oscuridad. Cosa—Que representa alrededor del 85 por ciento de toda la materia del universo.

Un nuevo estudio internacional importante, realizado en la colaboración LIGO-Virgo-KAGRA y codirigido por investigadores de la Universidad Nacional de Australia (ANU), ahora proporciona una de las mejores pistas hasta la fecha para rastrear estas partículas subatómicas mediante la búsqueda de ondas gravitacionales causadas por las nubes de bosones que orbitan los agujeros negros.

La Dra. Lily Sun, del Centro ANU de Astrofísica Gravitacional, dijo que el estudio fue el primer estudio completo del cielo diseñado para buscar ondas gravitacionales esperadas provenientes de posibles nubes de bosones cerca de agujeros negros que giran rápidamente.

«Es casi imposible detectar bosones muy ligeros en la Tierra», dijo el Dr. Sun.

«Las partículas, si existen, tienen muy poca masa y rara vez interactúan con otra materia, una de las principales propiedades que parece tener la materia oscura. La materia oscura es materia que no se puede ver directamente, pero sabemos que la materia oscura existe debido a su efecto sobre las cosas que podemos notar.

«Pero al buscar ondas gravitacionales que emanan de estas nubes, podríamos rastrear bosones esquivos y posiblemente descifrar la materia oscura. Las búsquedas también podrían permitirnos descartar algunos bosones muy ligeros que nuestras teorías dicen que pueden existir pero que en realidad no». t. están haciendo «.

El Dr. Sun, quien también es investigador asociado en el Centro de Excelencia ARC para la Detección de Ondas Gravitacionales (OzGrav), dijo que los detectores de ondas gravitacionales han permitido a los investigadores examinar la energía de los agujeros negros de giro rápido extraídos de tales nubes si existen. .

Las nubes misteriosas pueden proporcionar nuevas pistas sobre la materia oscura »

Impresión artística de un agujero negro. crédito: NASA

«Creemos que estos agujeros negros atrapan una gran cantidad de partículas de bosones en su fuerte campo gravitacional, creando una nube simétrica. Esta delicada danza continúa durante millones de años y continúa generando ondas gravitacionales que atraviesan el espacio», dijo.

Si bien los investigadores aún tienen que detectar las ondas gravitacionales de las nubes bosonianas, el Dr. Sun dijo que la ciencia de las ondas gravitacionales ha «abierto puertas que antes estaban cerradas a los científicos».

«Los descubrimientos de ondas gravitacionales no solo proporcionan información sobre los misteriosos objetos compactos del universo, como agujeros negros Y estrellas de neutronesTambién nos permite buscar nuevas partículas y materia oscura «.

«Los futuros detectores de ondas gravitacionales sin duda abrirán más posibilidades. Podremos adentrarnos aún más en el universo y descubrir más ideas sobre estas partículas».

Por ejemplo, el descubrimiento del uso de nubes bosónicas. Detectores de ondas gravitacionales Proporcionará información importante sobre la materia oscura y ayudará a avanzar en otras búsquedas. materia oscura. También mejorará nuestra comprensión de la física de partículas a mayor escala. »

En otro logro importante, el estudio también arroja más luz sobre la posibilidad de la existencia de nubes bosónicas en nuestra galaxia al tener en cuenta sus edades.

El Dr. Sun dijo que la fuerza de cualquier onda gravitacional depende de la edad de la nube, y que las ondas más viejas envían señales más débiles.

La nube de bosones se está encogiendo porque pierde su energía al enviarla ondas gravitacionalesDijo el Dr. Sun.

“Aprendimos que cierto tipo de bosón Es poco probable que se encuentre una nube de menos de 1.000 años en ninguna parte de nuestra galaxia nubes Es poco probable que existan aquellos de hasta 10 millones de años dentro de unos 3260. años luz de la tierra «.


Los investigadores sugieren que LISA debería poder ver bosones muy ligeros cerca de los agujeros negros supermasivos


más información:
Una búsqueda de todo el cielo para la emisión de ondas gravitacionales de las nubes de bosones escalares alrededor de los agujeros negros giratorios en los datos de LIGO O3. arXiv: 2111.15507v1 [astro-ph.HE]Y arxiv.org/abs/2111.15507

La frase: Las nubes misteriosas podrían proporcionar nueva evidencia para la materia oscura (2021, 1 de diciembre) Recuperado el 1 de diciembre de 2021 de https://phys.org/news/2021-12-mysterious-clouds-clues-dark.html

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