Темная материя подталкивает черные дыры к слиянию, полагают астрофизики

Исследователи из университетов Торонто и Макгилла в Канаде обнаружили связь между сверхмассивными черными дырами и частицами темной материи. Расчеты ученых показывают, что пары сверхмассивных черных дыр сливаются из-за ранее не замеченного взаимодействия крошечных частиц.

В 2023 году астрофизики объявили об обнаружении «гула» гравитационных волн, пронизывающих Вселенную. Этот фоновый сигнал связали с миллионами сливающихся пар сверхмассивных чёрных дыр, каждая из которых в миллиарды раз массивнее Солнца. Но моделирование показало, что в процессе сближения черные дыры должны останавливаться на расстоянии около парсека, не завершая слияние.

По мере сближения движущиеся по спирали сверхмассивные черные дыры начинают взаимодействовать с облаком темной материи или гало, в котором они находятся. Предыдущее исследователи показали, что гравитация спиральных сверхмассивных черных дыр выбрасывает частицы темной материи из системы, в результате «энергия покидает систему и взаимные орбиты пары черных дыр перестают сближаться».

Канадские ученые нашли решение для проблемы последнего парсека. Они установили, что взаимодействие между частицами темной материи препятствует их рассеиванию. Расчеты показывают, что в этом случае плотность гало темной материи остается достаточно высокой, чтобы сверхмассивные черные дыры продолжали сближаться до слияния.

Помимо решения проблемы слияния черных дыр результаты исследования открывают окно в природу темной материи, добавляют ученые.

Наша работа — это новый способ помочь нам понять корпускулярную природу темной материи. Мы обнаружили, что эволюция орбит черных дыр очень чувствительна к микрофизике темной материи, и это означает, что мы можем использовать наблюдения за слияниями сверхмассивных черных дыр, чтобы лучше понять эти частицы.

Гонсало Алонсо-Альварес, соавтор исследования

Читать далее:

В нашей галактике нашли еще черную дыру: что в ней особенного

Музею анонимно прислали уникальную находку: что это было

Посмотрите, как пчелы шлепают муравьев, чтобы защитить свои ульи

_{На обложке: моделирование слияния сверхмассивных черных дыр. Изображение: NASA’s Goddard Space Flight Center/Scott Noble; simulation data, d’Ascoli et al. 2018}