«Невероятно большие» чёрные дыры не могут быть основой тёмной материи — исследование

Может ли тёмная материя прятаться в нескольких колоссальных чёрных дырах? Новое исследование отвечает «нет» — по крайней мере для самых крупных из них. Чёрные дыры тяжелее целых галактик не могут составлять заметную долю тёмной материи, пишет Space.com.

Какую идею проверяли

Тёмная материя — невидимое вещество, которое, как считается, не даёт галактикам разлететься. На неё приходится около пяти шестых всей материи, но что это такое, до сих пор неизвестно (в нашем объяснении, что такое тёмная материя, — доказательства и главные кандидаты). Чёрные дыры — естественные подозреваемые: они массивны, и их очень трудно заметить.

Команда рассмотрела «невероятно большие чёрные дыры» (stupendously large black holes) — объекты массой более 100 миллиардов Солнц. Самые тяжёлые весили бы от миллиона миллиардов до десяти миллионов миллиардов солнечных масс — больше целых галактик. Ни одной такой пока не нашли: крупнейшая известная чёрная дыра может весить около 36 миллиардов Солнц. Поэтому всю тёмную материю они не объясняли и раньше; вопрос был в том, могут ли они быть её значительной частью.

Детское фото Вселенной

Тёмную материю обычно представляют как «мелкую пыль, рассыпанную повсюду», объяснил Space.com соавтор работы Кристофер Герлах из Майнцского института теоретической физики. Если бы она была собрана в нескольких гигантских объектах, «Вселенная стала бы зернистой на очень больших масштабах. И это можно проверить».

Для проверки использовали реликтовое излучение — свет, который вырвался на свободу примерно через 380 000 лет после Большого взрыва, когда Вселенная остыла настолько, что свет смог свободно распространяться. Его температура по небу колеблется лишь примерно на одну стотысячную, и этот узор фиксирует, как тогда была распределена материя.

Той «зернистости», которую дала бы популяция таких чёрных дыр, в реликтовом излучении нет. «Значит, эти чёрные дыры не могут быть существенной частью тёмной материи», — сказал соавтор Николас Лайстер.

Что это значит, а что нет

• Результат не утверждает, что таких чёрных дыр не существует, — только то, что они не главная составляющая тёмной материи.
• Совсем другой кандидат остаётся в игре: крошечные чёрные дыры массой с астероид. Теперь команда выясняет, можно ли исключить и их.
• Статью исследователей из Майнца и Нью-Йоркского университета в Абу-Даби опубликуют в Physical Review Letters 26 октября.

Тёмную материю ищут с разных сторон. В этом месяце радиообзор обнаружил беззвёздное облако водорода, которое может оказаться тёмной галактикой, а астрономы следят за парой сверхмассивных чёрных дыр, идущих к слиянию.