Вселенная.

[batkov]

Слияние бозонных звезд объясняет гравитационные волны и темную материю
19:41 27/02/2021



Международная команда исследователей показывает в новой работе, что самое мощное столкновение между черными дырами, когда-либо зарегистрированное наукой, гравитационно-волновое событие GW190521, может на самом деле иметь альтернативное и еще более таинственное объяснение – представлять собой столкновение между двумя бозонными звездами. Это стало бы первым подтверждением существования данных гипотетических объектов, позволяющих дать новое объяснение темной материи, на которую приходится 27 процентов массы всей Вселенной.

Гравитационные волны представляют собой «рябь» пространства-времени, распространяющуюся со скоростью света. Они рождаются в ходе самых мощных столкновений во Вселенной и несут информацию о породившем их источнике. Начиная с 2015 г., коллаборации LIGO (США) и Virgo (Италия) обнаруживают и интерпретируют гравитационные волны. До настоящего времени эти детекторы уже зарегистрировали примерно 50 гравитационно-волновых сигналов. Все принятые сигналы сформировались в результате столкновений и слияний между черными дырами и нейтронными звездами, что позволило физикам глубже понять эти таинственные объекты.

Скрытый текст

Однако перспективность гравитационно-волновых наблюдений не ограничивается только описанными выше событиями. Согласно авторам нового исследования, гравитационные волны позволят нам обнаружить новые ненаблюдаемые и даже неожиданные объекты и пролить свет на природу темной материи.

В сентябре 2020 г. коллаборация LIGO and Virgo объявила миру об обнаружении гравитационно-волнового события GW190521. Согласно анализу, проведенному учеными коллаборации, этот сигнал согласуется со столкновением между двумя черными дырами массами в 85 и 66 масс Солнца, в результате которого образуется результирующая черная дыра массой в 142 массы нашего светила. Однако у этого объяснения есть один большой недостаток – согласно современным моделям формирования черных дыр звездных масс, формирование из одиночной звезды черной дыры массой 85 масс Солнца, являющейся одной из исходных черных дыр в процессе этого предполагаемого столкновения, маловероятно.

В новой работе команда под руководством доктора Хуана Калдерона Бустильо (Juan Calderón Bustillo) из Института физики высоких энергий Галисии, Испания, предлагает альтернативное объяснение происхождения гравитационно-волнового сигнала GW190521: столкновение между двумя экзотическими объектами, известными как бозонные звезды, которые дают одну из самых соблазнительных возможностей объяснения темной материи. В своем анализе команда смогла оценить массу новой частицы, входящей в состав вещества этих звезд. Согласно расчетам, масса этого сверхлегкого бозона в миллиарды раз меньше массы электрона.

В своей работе команда также сравнила сигнал GW190521 с результатами компьютерного моделирования столкновений между бозонными звездами и нашла, что такие столкновения могут объяснить данные наблюдений чуть лучше, чем анализ, проведенный коллаборацией LIGO and Virgo.

[свернуть]

[batkov]

Комета Каталина показывает, что кометы доставляли углерод на каменистые планеты
2:24 08/03/2021



В начале 2016 г. «ледяная гостья» из внешней части Солнечной системы прошла мимо Земли. Она на короткое время наблюдалась на небе как комета Каталина, после чего пролетела мимо Солнца, чтобы навсегда покинуть Солнечную систему.

За этой кометой, которую можно было обнаружить на небе в направлении созвездия Большой Медведицы, следило большое число обсерваторий, в число которых входила самолетная обсерватория НАСА Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA). Используя инфракрасные инструменты, обсерватория SOFIA смогла зафиксировать характерный спектральный признак атомов углерода внутри богатого пылью светящегося хвоста кометы.

Теперь эта «однократная посетительница» внутренней Солнечной системы помогает астрономам объяснить происхождение жизни на Земле, поскольку ее изучение показало, что кометы, подобные комете Каталина, могли являться важным источником углерода на таких планетах, как Земля или Марс, в ранние годы формирования Солнечной системы.

«Углерод является ключом к пониманию происхождения жизни, – сказал главный автор нового исследования Чарльз Вудвард (Charles Woodward), астрофизик и профессор Университета Миннесоты, США. – Мы не уверены, что Земля могла сама по себе захватить необходимое количество углерода при формировании, поэтому богатые углеродом кометы могли являться важным источником этого элемента, требуемого для формирования жизни».

Хотя углерод является основой углеродных скелетов биологических молекул всех жизненных форм, однако ранняя Земля и другие планеты земного типа Солнечной системы являлись слишком горячими в период формирования, поэтому такие элементы, как углерод, со временем были потеряны ими в космос, пояснили авторы.