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引力波或可揭示黑洞周圍的暗物質(zhì)云
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：New Atlas報(bào)道，暗物質(zhì)是波或科學(xué)界最令人困惑的謎團(tuán)之一，有大量的可揭候選粒子正在接受調(diào)查。在一項(xiàng)新的示黑研究中，天文學(xué)家搜尋了可能聚集在黑洞周圍并通過(guò)發(fā)出引力波使自己為人所知的洞周假設(shè)性超輕粒子云。
我們每天看到的暗物和與之互動(dòng)的所有物質(zhì)，從人到行星，引力只占宇宙中物質(zhì)的波或大約15%。它的可揭絕大部分被束縛在暗物質(zhì)中，這種神秘的示黑物質(zhì)似乎只通過(guò)其引力影響與常規(guī)物質(zhì)相互作用。暗物質(zhì)到底是洞周什么，它可能有什么屬性，暗物在哪里可以找到它，引力以及如何檢測(cè)它，波或都是可揭正在進(jìn)行的猜測(cè)和調(diào)查的主題。
超輕玻色子就是這樣一個(gè)候選者。玻色子是一類粒子，包括光子和傳說(shuō)中的希格斯玻色子，但一些模型表明，未被發(fā)現(xiàn)的版本可能存在質(zhì)量極小的玻色子。如果它們真的存在，它們可能有助于填補(bǔ)我們對(duì)宇宙的理解中最大的漏洞之一。
這項(xiàng)研究的共同主要作者孫麗麗博士說(shuō)：“在地球上幾乎不可能探測(cè)到這些超輕的玻色子粒子。這些粒子，如果它們存在的話，質(zhì)量極小，而且很少與其他物質(zhì)相互作用--這是暗物質(zhì)似乎具有的關(guān)鍵特性之一。”
因此，為了這項(xiàng)新研究，研究小組在天空中尋找超輕玻色子云團(tuán)可能產(chǎn)生的那種信號(hào)。由于暗物質(zhì)主要是通過(guò)引力相互作用，天文學(xué)家們轉(zhuǎn)向了引力波--時(shí)空結(jié)構(gòu)中的漣漪。
自2015年以來(lái)，已經(jīng)檢測(cè)到幾十個(gè)引力波信號(hào)，通常是在黑洞和中子星等緊湊物體之間的碰撞中產(chǎn)生的。但它們也可能來(lái)自更微妙的現(xiàn)象，在特定頻率下產(chǎn)生更長(zhǎng)、更溫和的波。
研究小組表示，超輕玻色子可能聚集在快速旋轉(zhuǎn)的黑洞周圍的云中，它們?cè)谀抢?拖"住物體并減緩其旋轉(zhuǎn)。最終，隨著玻色子湮滅成其他粒子，云層本身開(kāi)始縮小，這就產(chǎn)生了引力波，探測(cè)器可以捕捉到一個(gè)特殊的“指紋”。
“我們相信這些黑洞在其強(qiáng)大的引力場(chǎng)中捕獲了大量的玻色子粒子，創(chuàng)造了一個(gè)與它們共同旋轉(zhuǎn)的云，”孫麗麗說(shuō)。“這種微妙的‘舞蹈’持續(xù)了數(shù)百萬(wàn)年，并不斷產(chǎn)生引力波，在太空中急速穿梭。通過(guò)搜索這些云層發(fā)出的引力波，我們也許能夠追蹤到這些難以捉摸的玻色子粒子，并可能破解暗物質(zhì)的密碼。”
為了檢查這些信號(hào)，研究人員檢查了高級(jí)LIGO探測(cè)器第三次觀測(cè)運(yùn)行期間收集的數(shù)據(jù)。不幸的是，沒(méi)有檢測(cè)到這種信號(hào)，但這并沒(méi)有完全排除這種假設(shè)。相反，它對(duì)可能涉及的玻色子的類型，以及云的年齡和距離提出了限制。由于云層隨著年齡的增長(zhǎng)而縮小，較老云層的引力波信號(hào)會(huì)比年輕云層弱得多。
“我們了解到，一種特定類型的小于1000年的玻色子云不可能存在于我們銀河系的任何地方，而在距離地球約3260光年的范圍內(nèi)，高達(dá)1000萬(wàn)年的云不可能存在，”孫麗麗說(shuō)。
未來(lái)更敏感的探測(cè)器仍然可以從較老的云層中發(fā)現(xiàn)較弱的信號(hào)，或者是較年輕的云層，它們距離更遠(yuǎn)。或者，當(dāng)然，暗物質(zhì)也可能完全是別的東西。
該研究可在預(yù)印本服務(wù)器ArXiv上查閱。