Стробоскоп в космосе: охота за мгновенными вспышками от невидимых чёрных дыр ✎

Оригинал: "Fast Lensing And Sub-minute High-accuracy photometry (FLASH) with JWST: Pipeline and Primordial Black Hole Microlensing Constraints from M31"
· David Rubin, Istvan Szapudi
arXiv:2609.05610v1 · 2026-09-04 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Телескоп JWST научился делать кадры каждые 21 секунду, чтобы ловить короткие вспышки звёзд, которые могут выдавать крошечные чёрные дыры.

Стробоскоп в тёмном зале выхватывает из толпы мгновенные тени, которые глаз не успевает заметить. Так и телескоп JWST теперь делает кадры каждые 21,5 секунды, чтобы поймать короткие вспышки звёзд. Если перед звездой пролетит крошечная чёрная дыра (размером с вирус), её гравитация на несколько секунд усилит свет звезды, как лупа, наведённая на лампочку.

Обычно телескоп складывает свет за минуты, и быстрые вспышки теряются. Учёные построили программу FLASH, которая читает необработанные данные детектора и сохраняет каждую порцию света. Так телескоп превращается в стробоскоп. Они проверили 464 204 звезды в галактике Андромеды, но не нашли ни одной вспышки.

Если бы вся тёмная материя состояла из таких чёрных дыр, ожидалось бы всего 0,03 события за час наблюдений. Значит, их не может быть больше, чем в сто раз больше всей тёмной материи.

Пока стробоскоп не поймал ни одной тени, зато доказал, что способен их видеть. Если направить JWST на одно поле и снимать его часами без перерывов, чувствительность вырастет в тысячи раз. Тогда либо появятся первые вспышки, либо этот кандидат в тёмную материю окончательно уйдёт в тень.

При массе $10^{-9}$ масс Солнца первичная чёрная дыра имеет радиус Шварцшильда около 3 нанометров, что сравнимо с размером вируса, но её гравитационное поле способно усилить свет звезды в галактике Андромеды на несколько процентов.

Идея невидимых компактных объектов, искажающих свет далёких звёзд, перекликается с романом «Пикник на обочине» братьев Стругацких, где аномальные зоны оставлены загадочными пришельцами, хотя здесь речь о естественных кандидатах в тёмную материю.

R_E = \sqrt{\frac{4GM}{c^2} D_s x(1-x)}
Характерный масштаб, на котором гравитационное поле линзы заметно искривляет лучи света
M_{fs} = \frac{c^2}{4G} \frac{x R_\star^2}{D_s (1-x)}
Масса линзы, при которой радиус Эйнштейна сравнивается с проекцией радиуса звезды на плоскость линзы
w = \frac{8\pi G M}{c^2 \lambda}
Безразмерное отношение, показывающее, насколько важны дифракционные эффекты по сравнению с геометрической оптикой
Учёные
Stephen HawkingJacob Bekenstein
Понятия
Джеймс Уэбб микролинзирование гравитационное микролинзирование рентгеновская вспышка ускорение частиц чёрной дырой красные источники JWST нирспек оптическая микроскопия космический телескоп Джеймса Уэбба