Animazione schematica di due buchi neri in spirale che generano onde gravitazionali (blu e rosso) mentre sono circondati da una nube di materia oscura (viola chiaro) che modifica il loro moto.
Animazione schematica di due buchi neri in spirale che generano onde gravitazionali (blu e rosso) mentre sono circondati da una nube di materia oscura (viola chiaro) che modifica il loro moto.

Il segnale anomalo di GW190728 potrebbe indicare materia oscura attorno a buchi neri, un contesto utile per un collega che segue la fisica oltre il modello standard.

Un'onda gravitazionale potrebbe aver rivelato la materia oscura Flusso della storia e fatti chiave

Un team internazionale di ricercatori, tra cui scienziati del Mit e dell’Université Catholique de Louvain, ha sviluppato un nuovo modello per prevedere come la materia oscura possa lasciare un'impronta sulle onde gravitazionali generate dalla fusione di buchi neri. Secondo il modello, particelle di materia oscura molto leggere — con massa di circa 10⁻¹² eV — potrebbero accumularsi attorno ai buchi neri, formando nubi che modificano il loro moto orbitale attraverso un processo chiamato instabilità superradiante. Questo effetto lascerebbe una firma riconoscibile nelle onde gravitazionali rilevate da Ligo-Virgo-Kagra.

Applicando il modello ai dati di 28 eventi di fusione ben registrati, i ricercatori hanno scoperto che l’evento GW190728 presenta un’anomalia statisticamente significativa: con oltre il 95% di probabilità, la collisione non è avvenuta nel vuoto, ma in un ambiente denso di materia oscura. Tuttavia, gli autori sottolineano che la significatività non è ancora sufficiente per una scoperta definitiva e che servono verifiche indipendenti.

Il risultato, pubblicato su Physical Review Letters, apre una nuova strada per studiare la materia oscura su scale estremamente piccole, sfruttando i buchi neri come sonde naturali. Con le future campagne di osservazione di Lvk, potrebbe essere possibile confermare o escludere la presenza di questi campi scalari. Il metodo dimostra che senza modelli specifici, segnali di materia oscura potrebbero essere erroneamente interpretati come fusioni nel vuoto.

Fatti

  • Un nuovo modello prevede che la materia oscura possa lasciare un'impronta sulle onde gravitazionali generate da fusioni di buchi neri.
  • La materia oscura è modellata come un campo scalare leggero, composto da particelle di massa ~10⁻¹² eV.
  • L'evento GW190728 mostra anomalie con oltre il 95% di probabilità di interazione con materia oscura.
  • Il modello è stato testato su 28 eventi Ligo-Virgo-Kagra, quasi tutti compatibili con fusioni nel vuoto.
  • Lo studio è stato pubblicato su Physical Review Letters nel maggio 2026 da Soumen Roy, Rodrigo Vicente e Josu Aurrekoetxea.

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