Астрофизики предложили новый способ пролить свет на тайну темной материи, которая составляет большую часть Вселенной. Они пытаются объяснить природу этого необъяснимого явления, используя другое, неясное космическое излучение, известное как "быстрые радиовсплески".
Что же такое быстрые радиовсплески
Группа астрофизиков утверждает, что эти чрезвычайно яркие и краткие вспышки радиочастотного излучения могут дать представление о том, является ли тот или иной вид древней черной дыры темной материей. Быстрые радиовсплески, или ФБР, обеспечивают прямой и специфический способ обнаружения черных дыр определенной массы, которые являются подозрительной темной материей.
Гипотетически доказано, что столкновение черных дыр, обнаруженное в начале года лазерным интерферометром гравитационно-волновой обсерватории (LIGO), фактически выявило темную материю, вещество, которое еще не идентифицировано, но предположительно составляет 85 процентов от массы Вселенной.
В качестве отправной точки в исследовании был взят тот факт, что обнаруженные LIGO объекты соответствуют прогнозируемому диапазону масс так называемых "исконных" черных дыр. В отличие от черных дыр, образовавшихся в результате взрыва звезд, считается, что первобытные черные дыры образовались в результате обрушения больших газовых пространств во время рождения Вселенной.
Существование первозданных черных дыр не было установлено с уверенностью, но они были предложены ранее в качестве возможного решения загадки темной материи. При таком небольшом количестве доказательств, которые следовало бы изучить, эта гипотеза не получила широкого распространения среди ученых. Однако результаты LIGO заново открыли перспективы, особенно с учетом того, что обнаруженные в этом эксперименте объекты соответствуют массе, предсказанной для темной материи.
Команда Джона Хопкинса подсчитала, как часто эти исконные черные дыры будут образовывать двоичные пары, и в конечном итоге столкнутся. Принимая во внимание размер и удлиненную форму, которая, как полагают, характеризует исконные бинарные орбиты черных дыр, команда разработала скорость столкновения, которая соответствует выводам LIGO.
Ключом к этому аргументу является то, что черные дыры, обнаруженные LIGO, находятся в диапазоне от 29 до 36 масс Солнца, что во много раз превышает массу Солнца. В новой статье рассматривается вопрос о том, как проверить гипотезу о том, что темная материя состоит из черных дыр с массой около 30 солнечных.
Происхождение быстрых радиовспышек.
Вот откуда приходят быстрые радиовспышки. Впервые наблюдаемые всего несколько лет назад, эти вспышки выделяют сильную энергию, но длятся лишь доли секунды. Их происхождение неизвестно, но считается, что они лежат в галактиках за пределами Млечного Пути.
Если предположения об их происхождении верны радиоволны будут распространяться на большие расстояния, прежде чем они будут наблюдаться на Земле, возможно, проходя через черную дыру. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, волна будет отклонена, когда она пройдет через черную дыру. Если он проходит достаточно близко, его можно разделить на два луча в одном направлении, создавая два изображения из одного источника.
Новое исследование показывает, что если масса черной дыры в 30 раз превышает массу Солнца, то эти два изображения будут поступать с разницей в несколько миллисекунд. Если около 30-ти солнечных первичных черных дыр являются темной материей, существует вероятность того, что любой данный быстрый радиовсплеск будет отклонен таким образом, а затем через несколько миллисекунд последует эхосигнал.
"Эхо ФБР - это очень прямой зонд темной материи", - сказал Мунос. В то время как гравитационные волны могут "указывать" на то, что темная материя состоит из черных дыр, существуют другие способы получения очень массивных черных дыр с обычной астрофизикой, поэтому было бы трудно убедить себя, что мы обнаруживаем темную материю. Однако гравитационное линзирование быстрых радиовсплесков обладает уникальной характеристикой, не имеющей другого астрофизического явления, которое могло бы его воспроизвести".
На сегодняшний день с 2001 года было обнаружено и зарегистрировано лишь около 20 быстрых радиовспышек. Очень чувствительные приборы, необходимые для их обнаружения, могут одновременно смотреть только на очень маленькие участки неба, ограничивая скорость, с которой могут быть обнаружены взрывы. Ожидается, что в этом году будет введен в эксплуатацию новый телескоп, который представляется особенно перспективным для обнаружения радиочастотных всплесков.
"Как только все наладится в соответствии со своими планами, они должны собрать достаточно ФБР, чтобы начать испытания, которые мы предлагаем", - сказал Каменковский, оценив результаты, можно будет получить через три-пять лет.
