Невидимый каркас держит галактики, не давая им разлететься. Это тёмная материя — вещество, которое не светится и почти не взаимодействует с обычным. Астрофизики давно спорят, из чего она состоит. В новой работе проверили три главных кандидата: анизотропную идеальную жидкость, однородную среду с постоянным давлением и бозе-конденсат со сложным уравнением состояния.

Каждый вариант по-своему обволакивает чёрную дыру, меняя её гравитационное поле. Авторы рассчитали, как при этом смещаются ключевые орбиты: горизонт событий, фотонная сфера (где свет ходит по кругу) и тень — тот самый тёмный силуэт, который в 2019 году сфотографировал Телескоп горизонта событий.

Сравнение с реальным снимком тени галактики M87* дало жёсткие ограничения. Модель с постоянным давлением выжила лишь в узком коридоре, бозе-конденсат показал плавные отклонения, а анизотропная жидкость почти не отличилась от обычной чёрной дыры без тёмной материи. Так геометрия искривлённого пространства-времени становится инструментом для сортировки гипотез о невидимом веществе.