Bpaщающиеся чepные дыры помогут найти частицы темной материи.

Используя детектор Ligo, астрофизики исследовали две вращающиеся черные дыры и не обнаружили доказательств существования сверхлегких бозонов. Это сужает список возможных частиц, составляющих темную материю.

На роль частиц темной материи астрофизики множество кандидатов предложили. Одним из них являются сверхлегкие бозоны - элементарные частицы с малой массой и целочисленным спином. В случае если бы эти частицы существовали, то они могли бы объяснить существование темной материи. Согласно предсказаниям квантовой теории, черная дыра определенной массы должна притягивать облака сверхлегких бозонов, которые, в свою очередь, должны коллективно замедлять вращение черной дыры.
Таким образом, если сверхлегкие бозоны существуют, то все черные дыры определенной массы должны иметь относительно низкие скорости вращения. Но в новой работе ученые обнаружили, что две ранее найденные черные дыры вращаются слишком быстро, чтобы на них могли воздействовать сверхлегкие бозоны. Согласно расчетам исследователей, их открытие исключает существование частиц этого класса с массами от 1. 3x10 в - 13 до 2. 7x10 в - 13 электронвольт.
Сузить диапазон масс кандидатов на роль темной материи физикам удалось при помощи данных, полученных интерферометрами Ligo и Virgo. Для начала авторы отобрали 45 систем из двух черных дыр, вращающихся друг вокруг друга. Массы этих кандидатов - от 10 до 70 солнечных - вполне допускали взаимодействия со сверхлегкими бозонами. Из этого списка ученые отобрали два объекта, скорость вращения которых в теории была идеальной для определения влияния сверхлегких бозонов.
Но оказалось, что максимальная скорость вращения этих объектов выше, чем предсказывали расчеты, учитывающие замедление частицами с массами от 1. 3x10 в - 13 до 2. 7x10 в - 13 электронвольт. Таким образом, если бы такие черные дыры взаимодействовали с бозонами, их скорость должна была быть вдвое ниже. Ученые планируют дальше анализировать данные гравитационно - волновых детекторов, чтобы приблизиться к разгадке тайны темной материи.