Dark matter, specializzata in axioni, potrebbe possedere l’abilità di far vibrare lo spazio-tempo come una campana, ma solo se in grado di sottrarre energia da buchi neri, secondo recenti studi.
Un’ipotesi intrigante riguardo a un possibile candidato per la misteriosa materia oscura è che possa trattarsi di un axione. Previste decenni fa per spiegare alcune strane proprietà della forza nucleare forte, gli axioni non sono ancora stati rilevati in laboratorio né in esperimenti. Tuttavia, questa elusive natura li renderebbe candidati ideali per la materia oscura, in quanto, per definizione, la materia oscura interagisce raramente con la materia normale.
Se la materia oscura è un axione, o un tipo di particella simile all’axione, avrebbe proprietà molto bizzarre. Sarebbe la particella più leggera conosciuta, in alcuni modelli non superando un miliardesimo della massa di un elettrone. L’incredibile leggerezza di questa particella implica un comportamento peculiare nell’universo. Sarebbe così leggera che la sua natura ondulatoria quantistica si manifesterebbe su scale molto grandi, comportandosi più come un’onda piuttosto che come una particella.
Uno dei modi in cui questa natura ondulatoria si manifesterebbe sarebbe attorno a buchi neri rotanti. Tramite un processo noto come super-radonanza, questo tipo di materia oscura potrebbe sottrarre momento angolare dal buco nero. Ciò impedirebbe alla materia oscura di cadere oltre l’orizzonte degli eventi, accumulandosi invece attorno al buco nero come un velo invisibile.
Tuttavia, una volta che non fosse possibile estrarre nuova energia dal buco nero, la materia oscura evaporerebbe. Secondo uno studio recente, in questo processo, la materia oscura farebbe vibrare lo spazio-tempo come una campana, generando una quantità enorme di onde gravitazionali.
Queste onde gravitazionali avrebbero una firma distinta rispetto a quelle note derivanti dalle fusioni di buchi neri. Anche se sarebbero molto più deboli, si troverebbero nelle gamme di frequenze rilevabili da osservatori di onde gravitazionali esistenti e pianificati.
I ricercatori hanno proposto di esaminare i dati esistenti alla ricerca di eventuali firme di questo tipo di materia oscura che si accumula attorno ai buchi neri. E se non trovassimo ciò che cerchiamo, potremmo comunque ottimizzare gli esperimenti futuri per rintracciare questo sorprendente segnale.