Pimeä aine on yksi tähtitieteen suurista mysteereistä. Maailmankaikkeuden massasta noin 85 prosenttia on pimeää ainetta ja vain 15 prosenttia tähtiä sekä muuta tuttua materiaa. Pimeän aineen koostumus on kuitenkin edelleen tuntematon.

Yhtenä, vaikkakin epätodennäköisenä vaihtoehtona on pidetty niin sanottuja raskaita fotoneja. Tavallinen valo koostuu massattomista fotoneista, kun taas hypoteettiset raskaat fotonit olisivat näiden serkkuja ja omaisivat pienen massan.

Jos pimeä aine koostuisi raskaista fotoneista, tämän pitäisi näkyä mustien aukkojen pyörimisen hidastumisena. Vähäisen massansa ansiosta fotonit nimittäin pystyisivät varastamaan mustan aukon pyörimisenergiaa itselleen.

Nyt tutkijat käyttivät vanhinta tunnettua pyörivää mustaa aukkoa laskeakseen ylärajan raskaiden fotonien massalle. Jos raskaita fotoneja on olemassa, tulosten mukaan niiden täytyy olla keveämpiä kuin 10^-20 elektronivolttia. Ryhmän mukaan tämä on äärimmäisen epätodennäköistä.

"Olemme rajanneet ja laittaneet syrjään sen mikä ei ole pimeää ainetta", toteaa tutkimuksessa mukana ollut Vitor Cardoso Lissabonin teknillisestä yliopistosta.

Aiheesta julkaistu tutkimus (englanniksi)

Mustien aukkojen valjastamisesta energian tuotantoon ks. Tähdet ja avaruus no 6/2012