МОСКВА, 8 сентября. /ТАСС/. Китайские, европейские и американские астрофизики выяснили, что распады частиц темной материи оказывают существенное влияние на облик "тени" черной дыры при наблюдениях за ней в рамках проекта Event Horizon Telescope. Это позволило ученым существенно сузить поле поисков частиц данной невидимой субстанции, говорится в статье, опубликованной в научном журнале Physical Review Letters.
"Проект EHT уже внес огромный вклад в изучение черных дыр и получил первые в истории фотографии "тени" горизонта событий этих объектов. Проведенный нами анализ показывает, что после завершения планируемого обновления Event Horizon Telescope также станет мощнейшим инструментом для поиска следов распадов частиц темной материи, которые предположительно должны быть сосредоточены в больших количествах у горизонта событий", - пишут ученые.
К такому выводу пришел международный коллектив астрофизиков под руководством доцента Университета провинции Аньхой в Хэфэе (Китай) Дина Жаня при изучении физических процессов, которые могут протекать с участием различных типов гипотетических частиц темной материи у горизонта событий сверхмассивных черных дыр. Высокая концентрация темной материи, как предположили ученые, может повлиять на характер свечения этих гигантских объектов в том случае, если ее частицы активно распадаются.
Руководствуясь этой идеей, физики создали компьютерную модель окрестностей горизонта событий сверхмассивной черной дыры, которая допускала возможность образования пар электронов и позитронов, простейших частиц антиматерии, в результате аннигиляции частиц темной материи. Используя эту модель, ученые подготовили изображения того, как должны выглядеть снимки "тени" черной дыры, полученные при помощи радиотелескопа.
Эти расчеты показали, что даже относительно нечастые распады частиц темной материи приведут к существенным изменениям в распределении плотности электронов в ближайших окрестностях горизонта событий по сравнению с тем, на что указывают модели без учета существования данной невидимой субстанции. Это существенным образом изменит облик "тени" черной дыры и сделает ее более однородной и менее контрастной.
Опираясь на результаты этих расчетов, ученые изучили снимки "тени" сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87. Этот анализ исключил существование широкого перечня частиц темной материи с массой от нескольких сотен мегаэлектронвольт (МэВ) до нескольких десятков гигаэлектронвольт (ГэВ). Обновление EHT, как надеются иследователи, расширит эти границы до еще более высокой массы, нескольких десятков тераэлектронвольт (ТэВ), и поможет физикам еще сильнее сузить поле поисков темной материи.
О телескопе EHT
Проект Event Horizons Telescope (EHT) представляет собой своеобразную виртуальную обсерваторию-интерферометр, которая объединила в себе мощности нескольких самых чувствительных микроволновых радиообсерваторий мира. В апреле 2019 года участники проекта EHT опубликовали первую в истории фотографию "тени" черной дыры, особого региона в ее окрестностях, где можно увидеть своеобразное "отражение" горизонта событий.