Надмасивні чорні діри не є значною складовою темної матерії

Чорні діри з масою, що перевищує масу цілих галактик, не можуть становити значну частину темної матерії, свідчить нове дослідження. Науковці дійшли такого висновку, проаналізувавши космічне мікрохвильове фонове випромінювання — світло, яке зберегло інформацію про ранній Всесвіт.

Перевірка гіпотези

Як повідомляє Space.com, дослідники вивчали можливість того, що темна матерія складається з надзвичайно великих чорних дір — об’єктів масою понад 100 мільярдів мас Сонця. Чорні діри з масою від 1 мільйона мільярдів до 10 мільйонів мільярдів сонячних мас були б важчими за цілі галактики.

Астрономи досі не виявили таких об’єктів. Найбільша з відомих чорних дір, за наведеними в матеріалі даними, може мати масу близько 36 мільярдів мас Сонця. Відсутність спостережень уже виключала можливість, що надзвичайно великі чорні діри становлять усю темну матерію, а нова робота перевірила, чи можуть вони бути її істотною часткою.

Свідчення раннього Всесвіту

Упродовж перших 380 тисяч років після Великого вибуху Всесвіт був заповнений гарячою плазмою, у якій світло не могло вільно поширюватися. Після охолодження космосу сформувалися атоми, а випромінювання змогло рухатися простором. Це світло й нині надходить до Землі як космічне мікрохвильове фонове випромінювання.

Його температура в різних ділянках неба відрізняється приблизно на одну стотисячну, і цей розподіл відображає те, як у ранньому Всесвіті була розміщена матерія. Якби значна частина темної матерії була зосереджена в невеликій кількості надзвичайно великих чорних дір, Всесвіт мав би помітну великомасштабну неоднорідність. Аналіз фонового випромінювання такого ефекту не виявив.

Що це означає для пошуків

Автори наголошують, що результати не заперечують самого існування надзвичайно великих чорних дір. Висновок стосується лише того, що вони не становлять великої частки темної матерії, яка, за сучасними оцінками, формує близько п’яти шостих усієї матерії у Всесвіті. Дослідники також планують перевірити іншу гіпотезу — чи можуть суттєвою складовою темної матерії бути значно менші чорні діри розміром з астероїди. Роботу мають опублікувати 26 жовтня в журналі Physical Review Letters.