A fekete lyukak egyesülésének „rázkódásának” megfigyelése segít a tudósoknak kideríteni, vannak-e tengelyek, sötét anyag ultra könnyű részecskéi vagy más jelöltek a „természet hatodik erő” szerepére. Erre a következtetésre jutottak azok a csillagászok, akik cikket tettek közzé a Physical Review D folyóiratban.
A tudósok hosszú ideig úgy gondolták, hogy a világegyetem az anyagból áll, amelyet látunk, és amely minden csillag, fekete lyuk, köd, porcsoport és bolygó alapját képezi. A csillagok közeli galaxisokban való mozgásának sebességére vonatkozó első megfigyelések azonban azt mutatták, hogy a külvárosukban lévő csillagok lehetetlen nagy sebességgel mozognak bennük, ami körülbelül tízszer nagyobb, mint a bennük lévő csillagok tömegein alapuló számítások.
Ennek oka a mai tudósok szerint az úgynevezett sötét anyag - egy titokzatos anyag, amely az univerzum anyagtömegének körülbelül 75% -át teszi ki. Általában minden galaxisban körülbelül 8-10-szer több sötét anyag van, mint a látható unokatestvére, és ez a sötét anyag a csillagokat a helyén tartja és megakadályozza, hogy szétszóródjanak.
Manapság szinte minden tudós meg van győződve a sötét anyag létezéséről, de tulajdonságai - a galaxisokra és galaxiscsoportokra mutatott nyilvánvaló gravitációs hatása mellett - továbbra is rejtély és vita tárgya az asztrofizikusok és a kozmológusok között. A tudósok hosszú ideje azt feltételezték, hogy szuperhatású és "hideg" részecskékből - "wimpsből" áll, amelyek semmilyen módon nem manifesztálódnak, kivéve az látható anyagcsoportok vonzása révén.
Az elmúlt két évtizedben a "WIMP-ek" sikertelen keresése sok teoretikusnak azt hitte, hogy a sötét anyag valójában "könnyű és bolyhos", és úgynevezett axiókból állhat - rendkívül könnyű részecskék, amelyek tömege és tulajdonságai hasonlóak a neutrinókhoz. Első keresésük hiába is véget ért, ami ezt a láthatatlan anyagot még rejtélyesebbé teszi.
Baumann és kollégái rendkívül szokatlan módon találták meg ezeket a részecskéket azáltal, hogy megvizsgálják, mi történik egy forgó fekete lyuk közelében, amely felkészül az egyesülésre.
Amint a tudósok megjegyezték, mozgásuk különös hatással lesz a környező téridő szerkezetére, hozzájárulva az axiók és más ultravilágos részecskék megjelenéséhez, és megakadályozva ezek kölcsönös megsemmisülését és önpusztulását.
Ennek eredményeként a fekete lyukakat egyfajta "légkör" vagy "axiális felhő" veszi körül, ahogy a tudósok ezt a struktúrát hívják. Úgy viselkedik, mint egy mesterséges atom, lelassítja azok mozgását, gravitációs hullámokat bocsát ki, és különös módon befolyásolja az összeolvadás folyamatát.
Promóciós videó:
Ez a befolyás viszont különösen kifejezetten az úgynevezett „remegés” során jelentkezik - egy újszülött fekete lyuk életének különleges szakaszában, amikor gravitációs hullámok formájában üríti el a felesleges forgási energiát. Ebben az időben nem úgy néz ki, mint egy tökéletes golyó, hanem mint egy hosszúkás vagy nyújtott ellipszis, fokozatosan "normál" alakúvá válva.
Amint Baumann és munkatársai számításai azt mutatják, hogy ha axiók vagy más fényrészecskék léteznek, akkor felhőjük hirtelen eltűnik az egyesülés után, és a "jitter" kezdete során gyengítik az e folyamat által generált gravitációs hullámokat, és egyedi torzulásokkal járnak bennük.
Megtalálhatók-e ilyen ingadozások? A földi gravitációs távcsövek, mint például a LIGO és a ViRGO, az asztrofizikusok szerint valószínűleg nem tudják megoldani ezt a problémát, mivel ehhez egy pár fekete lyuk megtalálása lenne szükséges a Tejút során, nagyon közel az összeolvadáshoz. Ez nagyon valószínűtlen.
Másrészről, a LISA orbitális megfigyelőközpontjának, amely más galaxisokban szupermasszív fekete lyukakat képes nyomon követni, képesnek kell lennie megbirkózni ezzel a feladattal, és minden lehetséges fényrészecske nyomát megtalálni.
Ha ez az ötlet igazolja önmagát, akkor az ilyen fekete lyukak párja, amint a tudósok azt hiszik, számunkra egyfajta "gravitációs ütközővé" válik, amely valóban "új fizikát" kereshet a standard modellön túl.