Лунная тень в гало Млечного Пути экспресс
Прожектор светит сквозь тёмный зал. Между лампой и стеной проплывает невидимая линза — и пятно света на мгновение становится ярче, чуть смещается. Именно это пять ночей подряд высматривал телескоп DECam, нацеленный на Большое Магелланово Облако — галактику-спутник нашего Млечного Пути.
Он поймал вспышку длиной всего в час. Такая короткая — редкость: большинство событий микролинзирования (когда гравитация массивного тела изгибает свет, как линза) длятся недели или месяцы. Объект, названный Фиби, изогнул свет фоновой звезды как крошечная, но массивная линза. Анализ показал: вероятность, что Фиби — обычная звезда нашей Галактики или её спутника, ничтожно мала. В сто тысяч раз вероятнее, что она принадлежит невидимому гало тёмной материи.
Так родилась гипотеза: Фиби — первичная чёрная дыра, возникшая не из умершей звезды, а из сгустка сверхплотной материи в первые мгновения после Большого взрыва. Если это так, то пространство вокруг нас может быть усеяно мириадами подобных объектов — невидимых, но ощутимых по их гравитации. Они способны объяснить, из чего состоит тёмная материя.
Телескоп DECam снимал небо каждые десятки секунд, чтобы не пропустить столь короткий танец света. И если Фиби действительно часть невидимого населения Галактики, то астрономы только что открыли дверь в мир, где физика инфляции — сверхбыстрого раздувания ранней Вселенной — оставила после себя не только звёзды и планеты, но и призрачные лунные тени.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2605.19375
Primordial Black Holes (PBH) are hypothesised to form during inflation and have long been considered a candidate for compact dark matter. Gravitational microlensing is known as a productive method for exoplanet discovery and characterisation, but also provides an experimental avenue to constrain the PBH abundance in the mass regime from $$\sim 10^{-11}\ M_{\odot}$$ to $$\sim 10^5\ M_{\odot}$$. We performed a high-cadence, optical microlensing survey with DECam over five nights towards the Large Magellanic Cloud, sensitive to microlensing timescales from minutes to days. Here, we report the discovery of an hour-long microlensing event. An optical depth probabilistic analysis indicates that the lensing object, which we refer to as Phoebe, is 5 orders of magnitude more likely to be part of the Milky Way's dark matter halo than part of the stellar content of the Milky Way and Large Magellanic Cloud. No matter the location of Phoebe, it is among the fastest and lowest mass microlensing signals ever detected, with an Einstein timescale of approximately 60 minutes. Using Bayesian modelling, we interpret Phoebe as a PBH with mass $$0.032^{+0.227}_{-0.027} M_{\oplus}$$, or approximately 3 lunar masses. Phoebe suggests a population of compact, lunar-mass objects associated with the dark matter distribution of the Milky Way, and potentially opens a new window to the physics of inflation.
Если бы такую чёрную дыру поместить на место Луны, её горизонт событий был бы размером с песчинку — около 0,2 миллиметра.
В романе «Ложная слепота» Питера Уоттса невидимые объекты в облаке Оорта оказываются не кометами, а древними зондами — чем-то похожим на гипотетические первичные чёрные дыры, скрывающиеся в гало.