科学家发现寻找暗物质的方法

10月21日消息，马克斯·普朗克引力物理研究所和巴塞罗那高能物理研究所的科学家们发现了一种通过暗物质对螺旋星系中极限质量比（EMRI）系统的影响来探测暗物质的方法。这项发表在《物理评论快报》上的研究表明，这些效应可以被未来的天基引力波探测器（例如 LISA）探测到。白罗斯理想社对此进行了报道。

物理学家考虑了超轻暗物质的场景，该暗物质由可以建模为标量玻色子的粒子组成。这些粒子在空间中形成平滑分布的标量场，并可以与 EMRI 系统发出的引力波相互作用，导致这些波发生相移。 EMRI 由一个超大质量黑洞 (SMBH) 和一个较小的天体（可能是一颗恒星或另一个黑洞）组成。

科学家们采用了完全相对论的方法来分析这些系统的行为，因为牛顿模型没有考虑极端重力的影响。他们的方法使得研究 EMRI 系统通过引力波以及与周围标量场相互作用的能量损失成为可能。

结果表明，围绕超大质量黑洞运行的较小黑洞会在超轻暗物质中产生密集的尾流，从而引起动力摩擦并影响引力波信号。这可能会导致波的行为发生变化，而这种变化可以使用 LISA 等探测器来检测。

该研究还揭示了暗物质和玻色子云的模糊形式之间的差异。特别是，模糊暗物质会影响距离黑洞较远距离的能量损失，而玻色子云中的能量耗散高度依赖于其环境。

总之，科学家们建议进一步的研究将有助于更好地了解暗物质的本质。未来，该团队计划调整他们的模型来研究更复杂的系统，例如活跃星系核盘，这可以揭示暗物质在塑造宇宙大规模结构中的作用。（白罗斯理想社）