Темная материя не излучает и не отражает свет, она не взаимодействует с электромагнитными полями. Это делает ее исключительно сложной для обнаружения. Тем не менее, исследовательская группа из Университета Гонконга доказала, что вокруг черных дыр существует значительное количество темной материи. Именно там ее удобнее всего исследовать.
Темная материя не излучает и не отражает свет, она не взаимодействует с электромагнитными полями, что делает ее исключительно сложной для обнаружения. Тем не менее, исследовательская группа из Университета Гонконга доказала, что вокруг черных дыр существует значительное количество темной материи.
В качестве объектов исследования команда выбрала две черные дыры (A0620-00 и XTE J1118+480). Это - двойные системы. У каждой из черных дыр есть звезда-компаньон, вращающаяся вокруг нее. Наблюдения показывают, что периоды вращения звезд-компаньонов увеличиваются примерно 1 миллисекунду (1 мс) в год. Но это примерно в 50 раз превышает теоретическую оценку в 0,02 мс в год. Происходит быстрый "распад орбит". Почему расчеты не совпадают с наблюдениями? Астрофизики нашли ответ: все дело в темной материи.
Трение темной материи
Чтобы выяснить, существует ли темная материя вокруг черных дыр, команда астрофизиков применила "модель динамического трения о темную материю" к обоим двойным системам. Команда обнаружила, что если учесть "динамическое трение" время орбитального распада звезд-компаньонов точно соответствует наблюдаемым данным.
Это косвенное доказательство того, что темная материя вокруг черных дыр может генерировать значительное динамическое трение, замедляющее орбитальную скорость звезд-компаньонов.
Результаты исследования, подтвердившие гипотезу, сформулированную в конце XX века, представляют собой прорыв в исследованиях темной материи. Согласно гипотезе, темная материя, находящаяся достаточно близко к черным дырам, поглощается не целиком. Этот процесс приводит "всплеску плотности" темной материи вокруг черных дыр.
Доктор Чан Ман-хо, ведущий автор работы, говорит, что такая высокая плотность темной материи как раз и создаст динамическое трение, которое приводит к наблюдаемым параметрам распада орбит звезд-компаньонов.
"Это первое в истории исследование, в котором применяется "модель динамического трения", чтобы подтвердить существование темной материи, окружающей черные дыры", - говорит Чан Ман-хо.
Предыдущие исследования, которые в основном полагались на гамма-излучение и гравитационные волны для поиска темной материи, зависели от редких событий, таких как слияние двух черных дыр. Мы сегодня умеем регистрировать гравитационные волны только после таких грандиозных катастроф. А они случаются нечасто.
Новый подход более продуктивен. Астрофизик говорит: "Только в нашем Млечном Пути существует по меньшей мере 18 двойных систем, подобных объектам нашего исследования, и они могут предоставить богатую информацию, помогающую разгадать тайну темной материи".