Forskere foreslår, at LISA burde være i stand til at se ultralette bosoner nær supermassive sorte huller

Et internationalt hold af forskere har fundet beviser, der tyder på, at Laser Interferometer Space Antenna (LISA) burde være i stand til at "se" ultralette bosoner, hvis de eksisterer. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Natur astronomi , gruppen beskriver beregninger, de har foretaget for at vurdere, om ultralette bosonskyer, der dannes uden for begivenhedshorisonten for sorte huller, kunne detekteres af LISA, og hvad de fandt.

LISA er en europæisk rumbaseret mission, der skal implementeres i 2034 – den vil bestå af tre rumfartøjer udstyret med interferometre placeret i en solbane i en trekantet formation i samme afstand fra solen som Jorden. I et sådant arrangement, gravitationsfelter kan detekteres og måles ved at notere præcist ændringerne i afstanden mellem de tre rumfartøjer. Formålet med missionen er at måle gravitationsbølger på en måde, som ikke er mulig herfra på Jorden. Forskerne med denne nye indsats mener, at dens unikke egenskaber burde gøre det muligt at detektere ultralette bosonskyer, hvis de eksisterer ved begivenhedshorisonten af ​​sorte huller.

Ultralette bosoner er teoretiske partikler såsom aksioner - teori har også antydet, at de kan omfatte mørkt stof. Andre teorier har antydet, at hvis ultralette bosoner eksisterer, de dannes sandsynligvis i skyer omkring begivenhedshorisonten af ​​sorte huller. Og hvis de gør, de ville sandsynligvis have en Compton-bølgelængde. Fordi sådanne bølgelængder er omvendt proportional med deres masse, Compton-bølgelængden for en ultralet boson ville være ret stor.

Forskerne bemærker, at superstråling bør ske, hvis Compton-bølgelængden af ​​en ultralet bosonsky viser sig at svare til en Schwarzschild-radius (afstanden fra dets centrum til dets begivenhedshorisont) for et givet sort hul. Superradiance refererer til bosonfelter, der kobler sammen med et sort hul, mens det spinder og trækker energi fra det til det punkt, hvor bosonskyen roterer med samme hastighed som det sorte hul. Forskerne bemærker, at superstråling ville ændre gravitationsbølgesignalet, der genereres fra det sorte hul - noget, som LISA kunne detektere, fordi det ville være i stand til at bortfiltrere fremmed støj, der typisk begrænser jordbaserede systemers evner.

© 2019 Science X Network