Когда свет проходит вблизи чёрной дыры, он попадает в мощную гравитационную ловушку: траектория фотонов искривляется так сильно, что частицы начинают метаться по почти замкнутым орбитам, словно шарики в пинбольном автомате. Этот «забег» может длиться долго, и чем он продолжительнее, тем выше вероятность, что под воздействием магнитных полей фотон превратится в аксион — гипотетическую частицу, почти не взаимодействующую с веществом и потому остающуюся невидимой. Считается, что именно из аксионов может состоять тёмная материя — загадочная субстанция, проявляющая себя лишь через гравитацию. Такую возможность предсказал Фрэнк Вильчек, один из пионеров теории аксионов.
Если у активных чёрных дыр, испускающих высокоэнергетичное излучение, свет тускнеет сильнее, чем предсказывают расчёты, это может означать, что часть фотонов действительно превратилась в аксионы. Так космический пинбольный автомат превращается в естественную лабораторию для поиска тёмной материи — метод, который может оказаться гораздо доступнее сложных наземных экспериментов.
В пинболе шарик может крутиться несколько секунд; у чёрной дыры M87* свет задерживается всего на миллисекунду, но за это время он преодолевает десятки тысяч километров — и этого мгновения достаточно, чтобы родился аксион, который потом беспрепятственно пройдёт сквозь целую планету.