Nove možnosti za zaznavanje Hawkingovega sevanja, ki ga oddajajo elementarne črne luknje

Nova omejitev PBH, ki temelji na podatkih COMPTEL (temno modra), ocenah dostopnosti odkritja prihodnjih teleskopov gama-žarkov MeV (druge barvne krivulje) in obstoječih omejitvah (zasenčena siva območja). zasluga: Coogan in sod.

Medtem ko so številni fiziki napovedovali obstoj temne snovi, vrste snovi, ki ne absorbira, odseva ali oddaja svetlobe, je doslej še nihče ni mogel eksperimentalno opazovati ali določiti njene temeljne narave. Lahke prvotne črne luknje (PBH), črne luknje, ki so nastale v zgodnjem vesolju, so med najbolj obetavnimi kandidati za temno snov. Vendar obstoj teh črnih lukenj še ni potrjen.


Raziskovalci z Univerze v Amsterdamu in Univerze v Kaliforniji-Santa Cruz so pred kratkim izvedli študijo, katere namen je popraviti obstoječe omejitve v sprejetem območju parametrov PBH kot temne snovi. v svojem prispevku, objavljenem v Ljubljani fizični pregledni članekpredlagajo tudi potencialno metodo, ki jo je mogoče uporabiti za neposredno zaznavanje Hawkingovega sevanja v gostih predelih temne snovi in ​​potencialno omogočiti odkrivanje temne snovi PBH.

Hawkingovo sevanje je toplotno sevanje da je Stephen Hawking napovedal, da ga bodo črne luknje spontano oddajale. Domneva se, da to sevanje izhaja iz pretvorbe kvantnih nihanj vakuuma v pare delcev, pri čemer se en izogne ​​črni luknji, drugi pa ujame znotraj njenega obzorja dogodkov (tj. Meja okoli črne luknje, iz katere ne more uhajati svetloba ali sevanje) .

“PBH je sestavljen iz več kot nekaj odstotkov temne snovi, ki bi morala imeti maso med približno 10.16. gramov in 1035 Grams, “je za Phys.org povedal Adam Coogan, eden od raziskovalcev, ki je izvedel študijo.” Preko te meje jih različna opazovanja izključujejo iz 100% temne snovi. Vendar obstaja verjetna razlika v verjetnostih: PBH z masami okoli asteroida (~ 10.)17. 10 do gramov22. Gram) še vedno lahko tvori vso temno snov. “

Ugotovitev načinov za motenje dovoljenega prostora parametrov PBH ali zaznavanje Hawkingovega sevanja, ki izhaja iz njih, bi lahko bil pomemben korak k opazovanju ali odkrivanju temne snovi PBH. Coogan se je v sodelovanju s sodelavcema Loganom Morrisonom in Stefanom Profumom tako lotil raziskovanja potenciala MeV gama-žarkovnih teleskopov kot orodij za zaznavanje sevanja PBH Hawking.

“Glavna ideja našega dela je bila zamisliti poseben način iskanja PBH z asteroidno maso,” je pojasnil Coogan. “Lahki PBH naj bi oddajali Hawkingovo sevanje, ki je sestavljeno iz mešanice fotonov in drugih svetlobnih delcev, kot so elektroni in pioni. Teleskopi lahko to sevanje odkrijejo z opazovanjem naše galaksije ali drugih galaksij. Cilj našega prispevka je bil razumeti, kako dobro prihajajoči teleskopi bi lahko opazovali to sevanje in posledično koliko bi lahko sondirali prostor parametrov PBH mase asteroida.

Medtem ko so poskušali oceniti maso PBH, ki bi lahko nastajajoči teleskopi pomagali omejiti, so Coogan in njegovi kolegi ugotovili, da prejšnje študije niso analizirale podatkov, ki jih je zbral teleskop Compton, ki je NASA-in teleskop Compton Gamma-Gamma. žarkovni teleskop, lansiran na krovu Observatorija Ray. (CGRO). Ti podatki pa lahko pomagajo določiti številčnost PBH na nekoliko pod razliko v masi asteroida (tj. Pod 10).17. Vasi). Čeprav omejitve v tem obsegu že obstajajo zaradi opazovanja Hawkingovega sevanja, ki sta ga zbrala Voyager 1 in satelit Mednarodnega laboratorija za astrofiziko gama-žarkov (Integral), so bile nove omejitve, ki so jih uvedli raziskovalci, doslej najmočnejše.

“Ključni vložek pri računanju in ocenjevanju impedanc je izračun spektra Hawkingovega sevanja, ki ga proizvaja PBH,” je dejal Coogan. “Ta izračun smo izpopolnili z izboljšanjem primerjave z obstoječimi orodji v literaturi. sevanje Upošteva se spekter, ki ga proizvajajo elektroni in pioni. Preostali izračuni so precej značilni za iskanja temne snovi. “

Ob predpostavki, da PBH določene mase predstavljajo del celotne temne snovi v vesolju, bodo Coogan in njegovi sodelavci izračuni raziskovalcem omogočili izračun njihovega prispevka k spektru fotonov, ki jih oddaja nebesni objekt, kar vključuje. Znano je, da veliko količine temne snovi, kot je središče Rimske ceste. Če bi bil na primer spekter, predviden s temi izračuni, veliko svetlejši od opazovanega spektra, bi lahko izključili možnost, da PBH te specifične mase tvorijo določen delež temne snovi.

“Ocenjevanje učinkovitosti prihodnjih teleskopov je običajno podobno, čeprav ni primerljivega spektra,” je pojasnil Coogan. “V tem primeru se spekter fotonov, ki jih oddaja PBH, primerja z modelom pričakovanega astronomskega ozadja fotona.”

Nedavna študija Coogana, Morrisona in Profuma, ki je uporabila podatke, zbrane v okviru eksperimenta, zaključenega pred 20 leti, je določila najmočnejše omejitve, ki so jih kdaj našli na PBH z majhno maso. Poleg tega so raziskovalci pokazali, da lahko prihajajoči teleskopi, ki lahko opazujejo gama žarke z energijo MEV, pomagajo sondirati PBH z asteroidno maso, zelo težaven del parametrskega prostora PBH.

“Astronomska skupnost je v zadnjih letih obravnavala več predlogov za takšne teleskope in mislim, da naš prispevek daje še en močan zagon za njihovo gradnjo,” je dejal Coogan. “Poleg PBH preučujemo, kako lahko prihajajoči MEV gama-teleskop išče tudi različne modele temne snovi delcev. Pred kratkim smo končali še en članek, v katerem smo pregledali spektre gama za nekatere modele. Izračunali in sodelujemo z drugimi sodelavci, da izboljšajo te izračune. “

Coogan, Morrison in Profumo v zadnjem času sodelujejo tudi z Aleksandrom Moiseevom, raziskovalcem pri Nasi, ki razvija daljnogledi Imenovan Galaktični raziskovalec s kodirano zaslonko Compton Telescope (GECCO). Z Moiseevom poskušata ugotoviti, kako lahko GECCO pomaga pri iskanju temne snovi.


Novi namigi od prvobitnih črnih lukenj do temne snovi


več informacij:
Neposredno zaznavanje Hawkingovega sevanja iz primitivnih črnih lukenj z maso asteroida. fizični pregledni članek(2021). DOI: 10.1103 / PhysRevLet.126.171101.

Natančne omejitve gama za modele temne snovi pod GeV. arXiv: 2104.06168 [hep-ph]. arxiv.org/abs/2104.06168

(a) Lov na temno snov in novo fiziko z GECCO. arXiv: 2101.10370 [astro-ph.HE]. arxiv.org/abs/2101.10370

© 2021 Science X Network

kvota: Pridobljene so bile nove možnosti za odkrivanje Hawkingovega sevanja, ki ga oddajajo prvotne črne luknje (2021, 21. junij) 21. junija 2021 s https://phys.org/news/2021-06-possibilities-hawking-emitted-primordial-black.html.

Ta dokument je zaščiten z avtorskimi pravicami. Nobenega dela ni dovoljeno reproducirati brez pisnega dovoljenja, razen za kakršno koli pošteno uporabo za osebno preučevanje ali raziskovanje. Vsebina je na voljo samo v informativne namene.

READ  Znanstveniki "zamenjajo telesa" prijateljev in odkrijejo, da izmenjajo tudi osebnosti / Boing Boing

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja

Read also x