Поиски тёмной материи сузились после снимков чёрной дыры в галактике M87

Китайские, европейские и американские астрофизики установили, что распады частиц темной материи влияют на вид «тени» черной дыры при наблюдениях в рамках проекта Event Horizon Telescope (EHT). Это позволило ученым значительно сократить область поиска частиц невидимой субстанции, сообщается в статье, опубликованной в Physical Review Letters.

«Проект EHT уже дал первый в истории снимок «тени» горизонта событий черной дыры и внес большой вклад в изучение этих объектов. Наш анализ показал, что после планируемого обновления EHT станет мощным инструментом для поиска следов распадов частиц темной материи, которые могут скапливаться у горизонта событий», — отмечают исследователи.

Международная группа астрофизиков под руководством доцента Университета провинции Аньхой Дина Жаня изучала процессы с участием гипотетических частиц темной материи около горизонта событий сверхмассивных черных дыр. По их предположению, высокая концентрация темной материи может изменить характер свечения этих объектов при активных распадах ее частиц.

Физики создали компьютерную модель окрестностей горизонта событий, учитывающую образование пар электронов и позитронов при аннигиляции частиц темной материи. На основе модели они подготовили изображения того, как «тень» черной дыры должна выглядеть для радиотелескопа.

Расчеты показали, что даже редкие распады частиц темной материи заметно меняют распределение плотности электронов у горизонта событий, делая «тень» более однородной и менее контрастной по сравнению с моделями без учета темной материи.

Используя эти данные, ученые проанализировали снимки «тени» сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87. Исследование исключило наличие частицы темной материи с массой от сотен МэВ до нескольких десятков ГэВ. Обновление EHT, как ожидают исследователи, позволит расширить диапазон масс до десятков ТэВ и сузить область поиска темной материи.

Проект Event Horizon Telescope представляет собой виртуальный интерферометр, объединяющий возможности нескольких чувствительных микроволновых радиотелескопов мира. В апреле 2019 года участники EHT впервые опубликовали снимок «тени» черной дыры — особого региона, отображающего горизонт событий.

Читайте также: