过去短短几年，重力波的证实与侦测大幅改变了天文物理学，为我们提供更多宇宙致密物体深度消息，比如黑洞和中子星。现在天文学家想知道，重力波是否能帮忙找出暗物质？理论认为黑洞周边可能聚集隐形的玻色子暗物质云、它们会产生另一种类型重力波，未来若仪器可在不同频率范围搜索到信号，或能更加肯定新粒子之存在。
我们能接触的、看见的所有常规物质，事实上只占宇宙构成4%左右，其余都与无形暗物质和暗能量有关，然而暗物质似乎只通过引力与常规物质相互作用，它们的真身究竟是什么、可能具有什么特性、在哪里可以找到它们以及我们如何检测它们，都是当今天文学界努力研究的主题。
某些超轻玻色子就是暗物质粒子候选者之一。玻色子（Boson）为基本粒子，光子、希格斯玻色子都属于此类；而一些模型表明，宇宙可能存在质量极微小的超轻玻色子，比如质量仅10−6～10−2eV的轴子（axion），虽然很少与其他物质相互作用，但过去研究曾指出，理论上大量超轻玻色子会堆积在质量够大的黑洞周围盘旋，并逐渐拖慢黑洞自旋速度而得以“现形”。
现在澳洲国立大学团队新研究表示，他们相信黑洞强大的引力场确实捕获了大量玻色子形成暗物质云，绕着黑洞盘旋了数百万且不断向太空释放新类型重力波，信号频率具体取决于玻色子的质量，少部分受黑洞质量与自旋影响。
重力波探测频率范围广
虽然研究团队检查了LIGO重力波探测台第3次观测期间收集的数据，未能发现新类型重力波，但并不代表假想粒子不存在，也许只是频率没对上而已。更乐观地想，科学家还未精确算出超轻玻色子质量，但已在逐渐缩小粒子质量范围，而LIGO在特定频率未能探测到超轻玻色子产生的重力波，也能一步一步限制玻色子云的参数设置，比如云的年龄和距离。
重力波信号强度取决于玻色子云存在了多久——由于玻色子云会因发布重力波而失去能量并缩小，因此较老的玻色子云信号更微弱，研究团队计算出银河系内基本上不存在年龄小于1,000年的玻色子云；如果玻色子云年龄长达1,000万年，则超过地球3,260光年便检测不到。
目前LIGO可检测频率高达10,000Hz的重力波事件，其他技术也已开始推动检测1,000,000Hz的更高频率范围，待正在升级的LIGO、Virgo（Advanced LIGO、Advanced Virgo）与KAGRA探测器重新上线开工，预期探测到有趣重力波事来源的机会也将增加。
当然，我们也可能走上完全错误的方向、也许根本不存在超轻玻色子、也许宇宙的真面目我们至今都未能想象出来。
新论文预印本可至《ArXiv》阅览。
（首图来源：pixabay）