Дослідники з університетів Торонто і Макгілла в Канаді виявили взаємозв’язок між надмасивними чорними дірами і частинками темної матерії, що допомагає пояснити зближення цих чорних дір перед злиттям.
У 2023 році астрофізики оголосили про виявлення “гулу” гравітаційних хвиль, пов’язаного з мільйонами пар надмасивних чорних дір, що зливаються. Кожна з цих чорних дір у мільярди разів масивніша за Сонце. Проте моделювання показало, що чорні діри повинні зупинятися на відстані близько парсека одна від одної, не завершуючи злиття.
У процесі зближення надмасивні чорні діри, рухаючись по спіралі, починають взаємодіяти з хмарою темної матерії, або гало, в якій вони перебувають. Попередні дослідження показали, що гравітація спіральних надмасивних чорних дір викидає частинки темної матерії з системи, що призводить до зупинки зближення орбіт чорних дір.
Канадські вчені знайшли рішення цієї проблеми, показавши, що взаємодія між частинками темної матерії перешкоджає їхньому розсіюванню. Розрахунки свідчать про те, що щільність гало темної матерії залишається досить високою, щоб надмасивні чорні діри продовжували зближуватися до злиття.
Ці результати відкривають нові можливості для розуміння природи темної матерії. Згідно з Гонсало Алонсо-Альваресом, співавтором дослідження, еволюція орбіт чорних дір дуже чутлива до мікрофізики темної матерії. Це означає, що спостереження за злиттями надмасивних чорних дір можуть допомогти краще зрозуміти частинки темної матерії.