Два тяжёлых шара кружатся на поверхности пруда. От них расходятся круги — это гравитационные волны. Когда шары сближаются, волны уносят энергию, и круги становятся чаще. Астрономы ловят такую рябь от пар сверхмассивных чёрных дыр — они в миллиарды раз тяжелее Солнца и сидят в центрах далёких галактик.
Но в пруду может быть не только вода. Невидимый кисель способен тормозить шары сильнее. Роль такого киселя иногда играет сверхлёгкая тёмная материя. Её частицы в миллиарды раз легче электрона, но они собираются в гигантские сгустки — солитоны. Когда чёрные дыры проходят сквозь такой сгусток, он отбирает у них энергию, как кисель у шаров. Это ускоряет слияние и меняет рисунок волн.
Авторы новой работы взяли данные сети пульсаров за много лет. Они сравнили четыре объяснения того, как чёрные дыры теряют энергию. Первое — только гравитационные волны. Второе — волны плюс простой эффект тёмной материи, будто кисель равномерно размазан по пруду. Третье — более честная картина, где сгустки тёмной материи расположены как попало. Четвёртое — вообще без тёмной материи, но с похожим торможением из-за газа и звёзд вокруг чёрных дыр.
Результат получился осторожным. Ни одна модель не победила с явным отрывом. Но внутри семейства тёмной материи простая версия обошла реалистичную во всех проверенных частотах. Это значит, что данные пока не могут отличить тёмную материю от обычных астрофизических помех — но и не запрещают её. Возможно, будущие наблюдения позволят услышать, как невидимый кисель меняет космическую рябь.
Солитоны сверхлёгкой тёмной материи могут быть размером с целую галактику, но состоять из частиц в $10^{22}$ раз легче электрона — это как если бы облако тумана весило меньше песчинки.
В романе «Чёрное облако» Фреда Хойла разумное облако газа тормозит звезду — похожий принцип динамического трения.