Чёрная дыра-пинбол: как вращение порождает тёмную материю экспресс
Свет, проходя мимо чёрной дыры, попадает в гравитационную ловушку: его траектория искривляется, и частица мечется по почти замкнутой орбите, словно шарик в пинболе. Чем дольше длится этот забег, тем больше шансов, что от толчков магнитных полей фотон превратится в аксион — частицу-невидимку, из которой, вероятно, состоит тёмная материя. Такую возможность предсказал Фрэнк Вильчек.
Если у активных чёрных дыр высокоэнергетичный свет тускнеет сильнее расчётного, значит, часть его превратилась в аксионы. Так космический пинбол становится дешёвой лабораторией для поиска тёмной материи, заменяя наземные эксперименты.
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.