Снимки сверхмассивной черной дыры сократили поиски темной материи
Астрофизики из Китая, Европы и США пришли к выводу, что распад частиц темной материи оказывает заметное влияние на визуальное представление "тени" черных дыр. Результаты исследования позволили ученым значительно сократить область поиска этих неуловимых частиц.
Ученые заявили, что проект EHT внес огромный вклад в изучение черных дыр. В рамках научной работы специалисты первые в истории получили изображения "тени" горизонта событий. После модернизации телескоп станет еще более мощным инструментом для обнаружения следов распада темной материи, концентрация которой, предположительно, является высокой вблизи горизонта событий.
Международный коллектив астрофизиков под руководством Дина Жаня провел изучение физических процессов, происходящих у горизонта событий сверхмассивных черных дыр с участием гипотетических частиц темной материи. Ученые предположили, что высокая концентрация темной материи влияет на излучение этих объектов, если ее частицы активно распадаются.
Для проверки этой гипотезы физики создали компьютерную модель окрестностей горизонта событий, допускающую образование пар электронов и позитронов в результате аннигиляции частиц темной материи. Модель позволила получить изображения "тени" черной дыры, которые мог бы зафиксировать радиотелескоп.
Расчеты показали, что даже редкие распады частиц темной материи существенно меняют распределение плотности электронов вокруг горизонта событий по сравнению с моделями, не учитывающими существование темной материи. Такие события оказывают влияние на внешний вид "тени" черной дыры, делая ее более однородной и менее контрастной.
Анализ снимков "тени" сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87 на основе этих расчетов исключил существование многих частиц темной материи с массой от сотен мегаэлектронвольт до десятков гигаэлектронвольт. Модернизация телескопа Event Horizon, по мнению исследователей, позволит расширить эти границы до десятков тераэлектронвольт и еще больше сузить поле поиска темной материи.
Проект Event Horizon Telescope представляет собой виртуальную обсерваторию, объединяющую мощности нескольких самых точных радиообсерваторий в мире. В 2019 году участники проекта опубликовали первое в истории изображение "тени" черной дыры, отражающей горизонт событий.