В астрономическом сообществе давно ведутся споры о природе тёмной материи и возможной роли первичных чёрных дыр в её формировании. Недавнее масштабное исследование, проведённое группой учёных под руководством Пшемека Мроза из Варшавского университета, предоставило новые данные, ставящие под сомнение одну из популярных теорий.

Классическая теория формирования чёрных дыр описывает их появление в результате коллапса массивных звёзд, чья масса превышает солнечную минимум в 20 раз. Когда такая звезда исчерпывает своё ядерное топливо, она взрывается как сверхновая, а её ядро сжимается под действием гравитации до состояния сингулярности — точки бесконечной плотности с колоссальным гравитационным притяжением.

Cкопление галактик, которое может содержать тёмную материю (область, закрашенная синим цветом), полученное с космического телескопа «Хаббл». Источник: NASA, ESA, M. J. Jee and H. Ford et al. (Johns Hopkins Univ)

Однако недавние наблюдения с помощью детекторов гравитационных волн выявили существование массивных чёрных дыр, которые значительно отличаются от известных объектов во Млечном Пути. Это привело к гипотезе о существовании первичных чёрных дыр, образовавшихся на заре Вселенной из флуктуаций плотности материи.

Команда исследователей проанализировала данные 20-летних наблюдений проекта OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), проводившихся в обсерватории Лас-Кампанас в Чили с помощью 1,3-метрового телескопа. Учёные искали события гравитационного микролинзирования в Большом Магеллановом Облаке, которые могли бы указать на присутствие первичных чёрных дыр.

Результаты исследования показали, что первичные чёрные дыры массой до 6,3 миллионов солнечных масс не могут составлять более 1% тёмной материи, а более массивные объекты — до 860 миллионов солнечных масс — не более 10%. Это открытие фактически исключает возможность того, что первичные чёрные дыры являются основным компонентом тёмной материи.

Подробнее на iXBT