Die künftige interferometrische LISA-Laserantenne wird ein Instrument im großen Maßstab sein, mit dem verschiedene kosmische Phänomene untersucht werden können, darunter die Kollision von Schwarzen Löchern sowie Gravitationswellen, die sich durch Raum und Zeit bewegen. Wissenschaftler glauben, dass das Gerät in der Lage ist, ein schwer fassbares Teilchen dunkler Materie zu finden.
Mit LISA können Astrophysiker Gravitationswellen beobachten, die von Schwarzen Löchern ausgesandt werden, wenn sie zusammenstoßen oder andere Schwarze Löcher einfangen. LISA wird aus drei Raumschiffen bestehen, die die Sonne in einer dreieckigen "Konstellation" umkreisen. Durch Gravitationswellen werden die Seiten des Dreiecks stark verzerrt und diese minimalen Oszillationen können durch Laserstrahlen fixiert werden. Infolgedessen ermöglicht LISA die Untersuchung von Phänomenen, die in verschiedenen Lichtspektren unsichtbar sind.
Momentaufnahmen einer 120-millionsten Simulation von Partikeln zweier zusammenwachsender Zwerggalaxien, von denen jede ein Schwarzes Loch von 6-7,5 Milliarden Jahren enthält.
Die Forscher fanden auch heraus, dass LISA wertvolle Informationen über dunkle Materie liefern kann. Es wird angenommen, dass Teilchen der dunklen Materie etwa 85% der Materie des Universums ausmachen. Aber das alles ist nur eine Hypothese, weil es nicht repariert werden kann. Berechnungen zeigen jedoch, dass viele Galaxien streuen, anstatt sich gemeinsam zu drehen, wenn sie nicht in großen Mengen dunkler Materie gehalten werden. Erstens funktioniert es für Zwerggalaxien. Obwohl sie klein und schwach sind, sind sie auch im Weltraum am häufigsten anzutreffen. Astrophysiker sind daran interessiert, dass dunkle Materie in ihren Strukturen vorherrscht, weshalb sie zu natürlichen Laboratorien für Studien werden.
Die Beziehung zwischen Schwarzen Löchern und Dunkler Materie
Eine neue Studie führte Computersimulationen mit hoher Auflösung zur Geburt von Zwerggalaxien durch, die zu unerwarteten Ergebnissen führten. Durch die Berechnung der Wechselwirkung von Dunkler Materie, Sternen und zentralen Schwarzen Löchern ergab das Team einen starken Zusammenhang zwischen den Schwarzloch-Fusionsraten und der Menge Dunkler Materie im galaktischen Zentrum. Das heißt, die Messung von Gravitationswellen am Zusammenfluss von Schwarzen Löchern ermöglicht es uns, mehr über die Eigenschaften eines hypothetischen Partikels der dunklen Materie zu erfahren.
Der erste entdeckte Zusammenhang zwischen Schwarzen Löchern und Dunkler Materie kann mathematisch beschrieben werden. Dies ist ein wichtiger Punkt, da das LISA-Projekt vorbereitet wird. Die vorläufigen Ergebnisse der Simulation trafen sich freudig in der wissenschaftlichen Welt. Die Mission beginnt in 15 Jahren, aber es wird uns ermöglichen, die Physik der Kosmologie und der Teilchen miteinander zu verbinden.
