La próxima Antena Espacial de Interferómetro Láser (LISA) será un enorme instrumento que permitirá a los astrónomos estudiar fenómenos que incluyen la colisión de agujeros negros y ondas gravitacionales que se mueven a través del espacio-tiempo. Investigadores de la Universidad de Zúrich han descubierto que LISA también podría arrojar luz sobre la elusiva partícula de materia oscura.

La Antena Espacial de Interferómetro Láser (LISA) permitirá a los astrofísicos observar las ondas gravitacionales emitidas por los agujeros negros cuando chocan o capturan otros agujeros negros. LISA consistirá en tres naves espaciales que orbitan alrededor del sol en una formación de triángulo constante. Las ondas gravitacionales que lo atraviesan distorsionarán ligeramente los lados del triángulo, y estas distorsiones mínimas pueden detectarse mediante rayos láser que conectan la nave espacial. Por lo tanto, LISA podría agregar un nuevo sentido a la percepción del universo por parte de los científicos y permitirles estudiar fenómenos invisibles en diferentes espectros de luz.

Científicos del Centro de Astrofísica Teórica y Cosmología de la Universidad de Zúrich, junto con colegas de Grecia y Canadá, ahora han descubierto que LISA no solo podrá medir estas ondas no estudiadas anteriormente, pero también podría ayudar a desvelar secretos sobre la materia oscura.

Se cree que las partículas de materia oscura representan aproximadamente el 85 por ciento de la materia del universo. Sin embargo, todavía son sólo hipotéticos:el nombre se refiere a su elusividad. Pero los cálculos muestran que muchas galaxias se romperían en lugar de rotar si no estuvieran unidas por una gran cantidad de materia oscura.

Eso es especialmente cierto para las galaxias enanas. Si bien estas galaxias son pequeñas y tenues, también son los más abundantes del universo. Lo que los hace particularmente interesantes para los astrofísicos es que sus estructuras están dominadas por materia oscura, haciéndolos laboratorios naturales para estudiar esta forma elusiva de materia.

Los agujeros negros y la materia oscura están conectados

En un nuevo estudio informado en Cartas de revistas astrofísicas , UZH Ph.D. El estudiante Tomas Ramfal realizó simulaciones por computadora de alta resolución del nacimiento de galaxias enanas, dando resultados sorprendentes. Calculando la interacción de la materia oscura, estrellas y los agujeros negros centrales de estas galaxias, el equipo de científicos de Zurich descubrió un fuerte vínculo entre las tasas de fusión de estos agujeros negros y la cantidad de materia oscura en el centro de las galaxias enanas. La medición de las ondas gravitacionales emitidas por la fusión de los agujeros negros puede proporcionar pistas sobre las propiedades de la hipotética partícula de materia oscura.

La conexión recién encontrada entre los agujeros negros y la materia oscura ahora se puede describir de una manera matemática y exacta por primera vez. Lucio Mayer, el líder del grupo, dice, "La materia oscura es la cualidad distintiva de las galaxias enanas. Por lo tanto, habíamos sospechado durante mucho tiempo que esto también debería tener un efecto claro sobre las propiedades cosmológicas".

La conexión llega en un momento oportuno, mientras se están realizando los preparativos para el diseño final de LISA. Los resultados preliminares de las simulaciones de los investigadores fueron recibidos con entusiasmo en las reuniones del consorcio LISA. La comunidad de la física ve el nuevo uso de las observaciones de ondas gravitacionales como una nueva perspectiva prometedora para una de las futuras misiones espaciales europeas más importantes. que se espera que se lance en unos 15 años y podría vincular la cosmología y la física de partículas:lo increíblemente grande y lo inimaginablemente pequeño.