La futura antenna interferometrica laser LISA diventerà uno strumento su larga scala che consente di studiare vari fenomeni cosmici, tra cui la collisione di buchi neri, così come le onde gravitazionali che si muovono nello spazio e nel tempo. Gli scienziati ritengono che il dispositivo sia in grado di trovare una particella sfuggente di materia oscura.
LISA consentirà agli astrofisici di osservare le onde gravitazionali emesse dai buchi neri quando entrano in collisione o catturano altri buchi neri. La LISA sarà composta da tre veicoli spaziali in orbita attorno al sole in una "costellazione" triangolare. Il passaggio delle onde gravitazionali distorce fortemente i lati del triangolo e queste oscillazioni minime possono essere riparate dai raggi laser. Di conseguenza, LISA consentirà di studiare i fenomeni che sono invisibili in diversi spettri di luce.
Istantanee di una simulazione di 120 milioni di particelle di due galassie nane che si uniscono, ognuna delle quali contiene un buco nero di 6-7,5 miliardi di anni
I ricercatori hanno anche scoperto che LISA sarà in grado di raccontare informazioni preziose sulla materia oscura. Si ritiene che le particelle di materia oscura costituiscano circa l'85% della materia dell'universo. Ma tutto ciò è solo un'ipotesi, perché non riesce a risolvere. Tuttavia, i calcoli mostrano che molte galassie si disperderanno, invece di ruotare insieme, se non sono trattenute in grandi quantità di materia oscura. Prima di tutto, funziona per le galassie nane. Sebbene siano piccoli e deboli, sono anche più comuni nello spazio. Gli astrofisici sono interessati al fatto che la materia oscura prevale nelle loro strutture, motivo per cui diventano laboratori naturali per lo studio.
Comunicazione di buchi neri e materia oscura
Un nuovo studio ha condotto simulazioni al computer ad alta risoluzione riguardanti la nascita di galassie nane, che ha portato a risultati inaspettati. Calcolando l'interazione tra materia oscura, stelle e buchi neri centrali, il team ha rivelato un forte legame tra i tassi di fusione del buco nero e la quantità di materia oscura nel centro galattico. Cioè, la misurazione delle onde gravitazionali alla confluenza dei buchi neri ci permetterà di conoscere meglio le proprietà di una ipotetica particella della materia oscura.
La prima connessione scoperta tra buchi neri e materia oscura può essere descritta matematicamente. Questo è un punto importante, in quanto il progetto LISA è in preparazione. I risultati preliminari della simulazione si sono incontrati con gioia nel mondo scientifico. La missione inizia tra 15 anni, ma ci permetterà di collegare la fisica della cosmologia e delle particelle.
