От яркой вспышки к полной тьме: как тень черной дыры делает поиски темной материи драматичнее

Представьте: загадочная субстанция, составляющая большую часть Вселенной, но ускользающая от прямых наблюдений. Может ли "тень" сверхмассивной черной дыры стать неожиданным инструментом в её поисках? Новое исследование международной группы астрофизиков даёт повод задуматься.

Уникальные выводы исследования

Учёные из Китая, европейских стран и США представили свежие результаты в журнале Physical Review Letters. Они утверждают: распад гипотетических частиц темной материи напрямую влияет на изображения, получаемые телескопом Event Horizon Telescope (EHT).

В рамках работы были смоделированы физические явления вблизи горизонта событий сверхмассивной черной дыры. Модель учитывала возможность аннигиляции частиц темной материи, сосредоточенных там, с образованием пар электронов и позитронов.

Расчёты показали, что этот процесс значительно меняет распределение электронов по сравнению с моделями без учёта темной материи. В результате "тень" черной дыры на снимках EHT должна выглядеть более однородной и менее контрастной.

Сравнение с реальными данными

Сопоставив теоретические прогнозы с фотографиями "тени" черной дыры в центре галактики M87, исследователи смогли исключить существование ряда гипотетических частиц темной материи. Речь идёт о частицах с массой от нескольких сотен мегаэлектронвольт (МэВ) до десятков гигаэлектронвольт (ГэВ).

Астрофизики ожидают, что предстоящее обновление телескопа Event Horizon Telescope позволит обнаруживать ещё более тяжёлые частицы — вплоть до десятков тераэлектронвольт (ТэВ). Это, в свою очередь, ещё сильнее сузит область поисков тёмной материи.