small pl CAMK logo

Zawartość wpisu

Data utworzena: ,   Data archiwum:

Nowe oszacowanie gęstości pierwotnych czarnych dziur uzyskane za pomocą femtosoczewkowania błysków gamma

Ciemna materia jest jedną z największych zagadek zarówno dla współczesnej kosmologii jak i fizyki cząstek. Obecnie przeważa hipoteza, że ciemna materia składa się z tzw. Słabooddziałujących Masywnych Cząstek (Weakly Interacting Massive Particles - WIMPs). Jednak jeszcze w latach ‘70 ubiegłego stulecia została zaproponowana przez Carra i Hawkinga (B. J. Carr and S. W. Hawking, Mon. Not. R. Astron. 313 Soc. 168, 399 (1974)). alternatywna teoria, która zakładała, że brakująca materia może składać się ze zwartych obiektów astrofizycznych. Przykładem takich obiektów mogłyby być pierwotne czarne dziury (primordial black holes - PBHs), powstałe we wczesnym Wszechświecie z fluktuacji materii lub podczas przejść fazowych mających miejsce tuż po Wielkim Wybuchu. Oszacowania gęstości pierwotnych czarnych dziur są obecnie nałożone w szerokim zakresie mas. Najsłabsze ograniczenia zostały wyznaczone dla zwartych obiektów o małej masie, takich, których masa jest zbyt mała by obiekt mógł być rejestrowany dzięki efektowi mikrosoczewkowania, a jednocześnia jest zbyt duża, by taka pierwotna czarna dziura wyparowała w czasie krótszym niż czas życia Wszechświata. Aby wyznaczyć limity na gestość zwartych obiektów o małych masach astronomiwe z CAMK, Anna Barnacka i Rafał Moderski oraz J.-F. Glicenstein wykorzystali efekt femtoseczewkowania błysków gamma zarejestrowanych przez detektor błysków gamma (Gamma-ray Burst Monitor GBM) znajdujący się na pokładzie satelity FERMI. Do analizy zostały wyselekcjonowane tylko te błyski gamma, dla którch kosmologiczne przesunięcie ku czerwieni było znane. Następnie widma błysków gamma zostały zmodyfikowane, aby przy pomocy metody Monte Carlo wyznaczyć wykrywalność efektu femtosoczewkowania dla zakresu mas w zależności od parametrów układu źródło-soczewka-instrument. Brak rejestracji efektu femtosoczewkowania pozwolił na wyznaczenie nowego limitu na gęstość pierwotnych czarnych dziur w zakresie mas 1017 − 1020 g, który stanowi 3% gęstości krytycznej, wynik ten jest na poziomie ufności 95% (Barnacka et al. 2012).

 

Rysunek przedstawia schematycznie zjawisko femtosoczewkowania.

Archiwa


Kategorie