Темная материя может сгущаться прямо вокруг черных дыр. Новое исследование ...
Дата публикации: 23-06-2026 13:07:52
Темная материя может сгущаться прямо вокруг черных дыр.
Новое исследование допускает, что сверхмассивные черные дыры могут быть окружены плотными скоплениями темной материи. Астрономы использовали метод эхо-картирования и нашли признаки того, что такие гиганты, как черная дыра в центре Млечного Пути — Стрелец A* (Sgr A*), могут находиться внутри облаков и сгустков темной материи. Такая работа способна больше рассказать и о самом загадочном веществе космоса, и о среде вокруг сверхмассивных черных дыр.
Темная материя — одно из самых странных веществ во Вселенной. По массе ее примерно в пять раз больше, чем обычной материи, но увидеть ее почти невозможно: она не взаимодействует с электромагнитным излучением, включая свет, благодаря которому мы вообще видим мир.
Единственный путь, по которому ученые могут судить о присутствии темной материи, — ее гравитационное влияние на видимую материю галактик и на обычные объекты вроде звезд. Например, именно гравитация темной материи помогает объяснить, почему звезды на краях галактик вращаются так быстро и при этом не улетают прочь.
Команда решила проверить, как темная материя проявляет себя в ядрах галактик — там, где главную роль играют сверхмассивные черные дыры массой в миллионы или даже миллиарды масс Солнца. Обычная материя рядом с такими объектами часто хорошо заметна, особенно когда она по спирали падает в пасть космического титана из плоского облака, которое называют аккреционным диском.
Из-за гравитации черной дыры возникает сильнейшее трение, и вещество начинает ярко светиться. С темной материей такой трюк не пройдет: она не чувствует трения, потому что не взаимодействует сама с собой или с обычной материей, и не светится, потому что не поглощает и не испускает свет.
Поэтому темную материю вокруг сверхмассивных черных дыр нельзя просто увидеть даже самыми современными телескопами, включая Event Horizon Telescope (EHT). Именно он получил изображения светящихся колец вещества вокруг Sgr A* и вокруг более далекой сверхмассивной черной дыры в центре галактики Мессье 87 (M87).
«Мы могли бы проверить это предсказание, используя метод из астрономии, который позволяет измерить расстояние до окружающего газа, отслеживая эхо света», — говорят исследователи. Речь идет о реверберационном картировании — методе, который уже хорошо зарекомендовал себя для оценки массы черных дыр.
Работает он так: когда материя падает в черную дыру, выделяется всплеск энергии, и аккреционный диск, из которого она пришла, начинает пульсировать. Световой импульс уходит от диска к газу в более широкой области вокруг черной дыры. Газ поглощает этот свет и тоже откликается пульсацией — это вторичное свечение становится эхом первого.
Поскольку скорость света известна, астрономы могут измерить задержку между первым импульсом и его эхом. Так получается оценить расстояние от черной дыры до газа на внешних участках ее окружения. Размер черной дыры и дистанция до внешних газовых облаков помогают определить ее массу, а также массу темной материи, которая могла скопиться вокруг.
Команда применила метод к 14 разным галактикам. В пяти случаях ученые увидели рост массы по мере удаления от центральной черной дыры, который нельзя объяснить одной только видимой материей. Это еще не доказательство того, что сверхмассивные черные дыры действительно собирают вокруг себя темную материю. Но результат открывает интересный путь к изучению самого таинственного вещества Вселенной и самых экстремальных ее областей.
«Эти галактики определенно указывают на наличие дополнительного вещества, которое нельзя объяснить только сверхмассивной черной дырой», — заключают авторы. «Перспективы многообещающие».
Результаты работы команды опубликованы в журнале Physical Review D.
