Астрофизики смоделировали влияние темной материи на поляризацию излучения черных дыр
Астрофизики представили новое исследование, посвященное поляризационным сигнатурам вращающихся черных дыр, погруженных в среду совершенной жидкостной темной материи. Работа, опубликованная на сервере arXiv, опирается на релятивистское трассирование лучей и учитывает данные наблюдений горизонта событий M87*.
Ученые выяснили, что структура поляризации излучения зависит от конфигурации магнитного поля, порядка изображения и параметра интенсивности темной материи. Для заданного значения этого параметра магнитные конфигурации с полярной компонентой порождают непрерывный спиральный узор в позиционном угле электрического вектора (EVPA). При этом крупномасштабная морфология EVPA в основном определяется топологией магнитного поля.
Изменения параметра темной материи влияют на распространение света и перенос поляризации вблизи горизонта событий, что приводит к соответствующим изменениям отклонения EVPA и поляризованной интенсивности в области фотонного кольца. Декомпозиция полного поляризованного изображения показала, что изображения высших порядков дают локальные, хотя и небольшие поправки вблизи кольца.
Сравнение с поляризационными характеристиками M87*, полученными коллаборацией Event Horizon Telescope, выявило систематические сдвиги относительно случая чистой черной дыры Керра. В частности, темная материя снижает долю чистой линейной поляризации и модифицирует крупномасштабную поляризационную фазу.
Таким образом, темная материя выступает как дополнительный сильногравитационный компонент, систематически перестраивающий структуру поляризации вблизи горизонта. Результаты указывают на то, что окружающая темная материя может оставлять наблюдаемые отпечатки на поляризационных сигнатурах черных дыр, что открывает возможность для проверки моделей темной материи с помощью будущих наблюдений.
