Ett internationellt team av forskare har hittat bevis som tyder på att Laser Interferometer Space Antenna (LISA) borde kunna "se" ultralätta bosoner om de finns. I deras papper publicerad i tidskriften Natur astronomi , gruppen beskriver beräkningar de gjort för att bedöma om ultralätta bosonmoln som bildas utanför händelsehorisonten för svarta hål kunde upptäckas av LISA, och vad de hittade.

LISA är ett europeiskt rymdbaserat uppdrag som ska utplaceras 2034 – det kommer att bestå av tre rymdfarkoster utrustade med interferometrar placerade i en solomloppsbana i en triangulär formation på samma avstånd från solen som jorden. I ett sådant arrangemang, gravitationsfält kan detekteras och mätas genom att notera exakt förändringarna i avståndet mellan de tre rymdfarkosterna. Syftet med uppdraget är att mäta gravitationsvågor på ett sätt som inte är möjligt härifrån på jorden. Forskarna med denna nya ansträngning tror att dess unika kapacitet bör göra det möjligt att upptäcka ultralätta bosonmoln om de finns vid svarta håls händelsehorisonter.

Ultralätta bosoner är teoretiska partiklar som axioner - teori har också föreslagit att de kan innefatta mörk materia. Andra teorier har föreslagit att om ultralätta bosoner existerar, de bildas förmodligen i moln runt de svarta hålens händelsehorisonter. Och om de gör det, de skulle förmodligen ha en Compton-våglängd. Eftersom sådana våglängder är omvänt proportionella mot deras massa, Compton-våglängden för en ultralätt boson skulle vara ganska stor.

Forskarna noterar att superstrålning bör inträffa om Compton-våglängden för ett ultralätt bosonmoln visar sig likna en Schwarzschild-radie (avståndet från dess centrum till dess händelsehorisont) för ett givet svart hål. Superstrålning hänvisar till bosonfält som kopplar samman med ett svart hål när det snurrar och drar energi från det till den punkt att bosonmolnet roterar i samma takt som det svarta hålet. Forskarna noterar att superstrålning skulle förändra gravitationsvågssignalen som genereras från det svarta hålet - något som LISA kunde upptäcka eftersom det skulle kunna filtrera bort främmande brus som vanligtvis begränsar förmågan hos markbaserade system.

© 2019 Science X Network