Impacto da matéria escura nos buracos negros é revelado inesperadamente
PRL: Observações da 'sombra' do buraco negro buscam matéria escura
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Uma equipe internacional de astrofísicos da China, Europa e Estados Unidos descobriu que o decaimento das partículas de matéria escura tem um impacto significativo na aparência da "sombra" do buraco negro observada pelo Telescópio Horizonte de Eventos (EHT). Os resultados, publicados na revista Physical Review Letters, estreitaram significativamente a busca por partículas da misteriosa substância invisível.
O EHT já deu uma contribuição inestimável ao estudo de buracos negros, tendo obtido as primeiras imagens da "sombra" de seus horizontes de eventos. Os pesquisadores observam que suas análises mostram que, após as atualizações planejadas, o telescópio se tornará uma ferramenta poderosa para detectar traços do decaimento de partículas de matéria escura, que se acredita estarem concentradas perto dos horizontes de eventos.
Uma equipe internacional liderada pelo Professor Associado da Universidade de Anhui, Ding Zhang, estudou os processos físicos envolvendo partículas hipotéticas de matéria escura nas proximidades de buracos negros supermassivos. Cientistas sugeriram que altas concentrações de matéria escura podem influenciar a natureza do brilho desses objetos durante o decaimento ativo de suas partículas.
Com base nessa hipótese, os físicos criaram um modelo computacional da vizinhança do horizonte de eventos que permite a formação de pares de elétrons e pósitrons como resultado da aniquilação de partículas de matéria escura. Usando esse modelo, foram simuladas imagens da "sombra" de um buraco negro que podem ser obtidas com um radiotelescópio.
Cálculos mostraram que mesmo casos relativamente raros de decaimento de partículas de matéria escura levam a mudanças significativas na distribuição da densidade eletrônica perto do horizonte de eventos, em comparação com modelos que não levam em consideração a matéria escura. Como resultado, a "sombra" do buraco negro se torna mais uniforme e menos contrastante.
Com base nos resultados obtidos, os cientistas analisaram imagens da "sombra" do buraco negro supermassivo localizado no centro da galáxia M87. Essa análise permitiu excluir a existência de uma ampla gama de partículas de matéria escura com massas que variam de centenas de megaelétron-volts a dezenas de gigaelétron-volts. Os pesquisadores esperam que a próxima atualização do EHT expanda a busca para partículas com massas de dezenas de teraelétron-volts, o que estreitará significativamente o escopo da busca por matéria escura.
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Autores:
mk.ru
