Учёные "очистили" чёрные дыры от тёмной материи

Свет далёких ярких галактик не искажается чёрными дырами средних масс, а это значит, что они не могут состоять из невидимой глазу тёмной материи.

Испанские астрофизики изучили свет от 24 далёких квазаров на предмет его искажения чёрными дырами промежуточных (от 10 до 200 солнечных) масс. Никаких следов такого искажения найти не удалось. Это значит, что таких дыр не так много, поэтому они не могут быть кандидатом на роль тёмной материи, влияющей на вращение звёзд вокруг центров галактик. Соответствующая статья опубликована в The Astrophysical Journal.

Квазаром называют галактику, удалённую от нас на миллиарды световых лет, но хорошо видимую за счёт яркого активного ядра. Между ней и земным наблюдателем всегда есть более тусклые объекты, которые слегка искажают лучи света, идущие от квазаров. Это называется гравитационным линзированием. Авторы провели компьютерное моделирование того, как свет от далёких квазаров должен искажаться, если пространство между ним и Землёй насыщено чёрными дырами промежуточных масс — от 10 до 200 солнечных.

Полученная при моделировании картина оказалась далека от той, что реально наблюдается в телескопы. Зато она укладывается в другую модель, когда гравитационное линзирование осуществляется множеством компактных объектов массой от 0,05 до 0,45 солнечных. На такие объекты может приходиться до 20 процентов всей массы нормальной материи. Теоретически это могут быть либо белые карлики, которые незаметны с большого расстояния, либо очень тусклые звёзды главной последовательности (что менее вероятно в силу их меньшей компактности).

Авторы заключают, что чёрные дыры промежуточных масс хотя и существуют (их слияние зарегистрировано LIGO в прошлом году), вряд ли они составляют большую долю в массе Вселенной. Это исключает сценарий их образования из небольших первичных чёрных дыр, которыми, по одной популярной гипотезе, была насыщена Вселенная сразу после своего возникновения. Такие дыры вряд ли вообще существовали в больших количествах, иначе на их основе за миллиарды лет неизбежно появилось бы множество чёрных дыр значительных масс, которые проявили бы себя в ходе гравитационного линзирования.