LIGO против темной материи: Странные слияния черных дыр не подтверждают теории о темной материи
Двадцатилетние поиски гравитационных линз в Большом Магеллановом Облаке поставили жирный крест на гипотезе о том, что загадочная темная материя состоит из первичных черных дыр. Международная группа астрономов, проанализировав массив данных проекта OGLE, пришла к однозначному выводу: даже если такие объекты существуют, их вклад в общую массу невидимого вещества ничтожно мал.
Астрономы проверили главную альтернативу вимпов
Идея о том, что темная материя может состоять из черных дыр, сформировавшихся в первые мгновения после Большого взрыва, долгое время считалась одной из самых элегантных. В отличие от гипотетических слабовзаимодействующих массивных частиц (вимпов), первичные черные дыры (PBH) не требуют привлечения новой физики. Однако прямая проверка этой гипотезы оказалась сложной задачей.
Метод гравитационного микролинзирования
Ученые применили эффект гравитационного микролинзирования. Если бы PBH действительно составляли значительную долю темной материи, их гравитация искажала бы свет далеких звезд, вызывая кратковременные, но заметные вспышки яркости. Анализ кривых блеска 20-летней давности позволил бы зафиксировать такие события.
Однако результаты оказались обескураживающими. Долгих событий, характерных для массивных объектов, зафиксировано не было. Короткие вспышки, которые регистрировались, полностью объясняются стандартной звездной активностью.
Новые ограничения на массу и количество
Расчеты показали, что черные дыры с массой до 6,3 миллиона солнечных могут составлять не более 1% от всей темной материи. Даже для сверхмассивных объектов — вплоть до 860 миллионов солнечных масс — верхний предел не превышает 10%. Это практически исключает сценарий, при котором PBH являются основным компонентом невидимой массы Вселенной.
Несмотря на то, что гипотеза о связи первичных черных дыр и темной материи не подтвердилась, исследование не закрывает вопрос об их существовании. Данные LIGO о слиянии необычно тяжелых черных дыр по-прежнему требуют объяснения. Возможно, ответ кроется в неизвестных механизмах коллапса в ранней Вселенной или в альтернативных сценариях звездной эволюции. Очевидно лишь одно: поиск темной материи возвращается к исходной точке, а загадка происхождения гравитационных волн от массивных объектов становится только интереснее.
