Знайдено непрямі докази того, що чорні діри оточує темна матерія

Темна матерія не випромінює та не відбиває світло, а також не взаємодіє з електромагнітними силами, що робить її винятково важкою для виявлення. Проте, дослідницька група довела, що навколо чорних дір існує значна кількість темної матерії.

Про це розповідають в Університеті освіти Гонконгу (EdUHK), передають OstanniPodii.com.

Результати дослідження опубліковані в журналі The Astrophysical Journal Letters.

Об'єктами дослідження команда обрала дві недалекі чорні діри (A0620-00 і XTE J1118+480), причому обидві розглядалися як бінарні системи. Тобто, у кожної з чорних дір є зірка-компаньйон, що обертається навколо неї. Виходячи з орбіт зірок-компаньйонів, спостереження показують, що швидкість розпаду їхніх орбіт становить приблизно одну мілісекунду (1 мс) на рік, що приблизно у 50 разів перевищує теоретичну оцінку в 0,02 мс на рік.

Щоб з'ясувати, чи існує темна матерія навколо чорних дір, команда EdUHK застосувала "модель динамічного тертя темної матерії" — теорію, широко поширену в наукових колах, — до двох обраних бінарних систем за допомогою комп'ютерного моделювання. Команда виявила, що швидкий орбітальний розпад зірок-компаньйонів точно відповідає спостережуваним даним.

Примітно, що це непрямий доказ того, що темна матерія навколо чорних дір може генерувати значне динамічне тертя, що уповільнює орбітальну швидкість зірок-компаньйонів.

В EdUHK вказують: результати дослідження, що підтвердили теоретичну гіпотезу, сформульовану наприкінці 20 століття, є проривом у дослідженнях темної матерії. Згідно з гіпотезою, темна матерія, що знаходиться досить близько до чорних дір, поглинається, залишаючи залишки для перерозподілу. Цей процес закінчується формуванням "сплеску щільності" навколо чорних дір.

Доктор Чан Ман-хо, доцент кафедри природничих наук та екології і головний дослідник, пояснив, що така висока щільність темної матерії створить динамічне тертя для зірки-компаньйона, подібне до сили опору.

“Це перше в історії дослідження, в якому застосовується "модель динамічного тертя" в спробі підтвердити і довести існування темної матерії, що оточує чорні діри”, - сказав він. “Дослідження забезпечує важливий новий напрямок для майбутніх досліджень темної матерії”.

Доктор Чан далі зазначив, що попередні дослідження, які для вивчення присутності темної матерії в основному покладалися на гамма-випромінювання та виявлення гравітаційних хвиль залежали від виникнення рідкісних подій, таких як злиття двох чорних дір. За його словами, це може вимагати від астрономів тривалого очікування.

Однак новий підхід, прийнятий командою EdUHK, більше не буде цим обмежений. Він додав: “Тільки в галактиці Чумацький Шлях існує щонайменше 18 бінарних систем, подібних до об'єктів нашого дослідження, які можуть надати багату інформацію, що допомагає розгадати таємницю темної матерії”.