Найдены косвенные доказательства существования тёмной материи вокруг чёрных дыр

Тёмная материя
Тёмная материя возле чёрной дыры в представлении художника. Авторы и права: EdUHK.

Тёмная материя не излучает и не отражает свет, а также не взаимодействует с электромагнитными силами, что делает её исключительно сложным для обнаружения объектом. Тем не менее группа исследователей из Университета образования Гонконга (EdUHK) доказала, что чёрные дыры окружены значительным количеством тёмной материи. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Команда выбрала две близлежащие чёрные дыры (A0620-00 и XTE J1118+480) в качестве объектов исследования, при этом обе рассматривались как двойные системы. То есть у каждой из чёрных дыр есть звезда-компаньон, вращающаяся вокруг неё. Основываясь на орбитах звёзд-компаньонов, наблюдения показывают, что скорость их орбитального затухания составляет примерно одну миллисекунду в год, что приблизительно в 50 раз превышает теоретическую оценку равную 0,02 мс в год.

Чтобы выяснить, существует ли тёмная материя вокруг чёрных дыр, команда EdUHK применила “модель динамического трения тёмной материи” – теорию, широко распространённую в научных кругах – к двум выбранным бинарным системам с помощью компьютерного моделирования. Команда обнаружила, что быстрый орбитальный распад звёзд-компаньонов точно соответствует наблюдаемым данным.

Примечательно, что это косвенное свидетельство того, что тёмная материя вокруг чёрных дыр может создавать значительное динамическое трение, замедляя орбитальную скорость звёзд-компаньонов.

Полученные данные, подтвердившие теоретическую гипотезу, сформулированную в конце 20 века, представляют собой прорыв в исследованиях тёмной материи. Согласно гипотезе, тёмная материя, достаточно близкая к чёрным дырам, будет поглощена, а её остатки будут перераспределены. Процесс заканчивается формированием “всплеска плотности” вокруг чёрных дыр.

Доктор Чан Ман-хо, адъюнкт-профессор Департамента науки и экологических исследований и главный исследователь, объяснил, что такая высокая плотность тёмной материи будет создавать динамическое трение со звездой-компаньоном, подобное силе сопротивления.

“Это первое в истории исследование, в котором применяется модель динамического трения, чтобы подтвердить и доказать существование тёмной материи, окружающей чёрные дыры”, – сказал он. “Работа обеспечивает важное новое направление для будущих исследований тёмной материи”.

Доктор Чан также упомянул, что предыдущие исследования, которые в основном полагались на гамма-лучи и обнаружение гравитационных волн для изучения присутствия тёмной материи, зависели от возникновения редких событий, таких как слияние двух чёрных дыр. По его словам, это может потребовать от астрономов длительного ожидания.

Однако новый подход, принятый командой EdUHK, больше не будет зависеть от этих ограничений. Он добавил: “Только в нашей галактике Млечный Путь существует по крайней мере 18 двойных систем, похожих на объекты нашего исследования, которые могут предоставить богатую информацию, помогающую разгадать тайну тёмной материи”.

Оставьте комментарий