Надмасивні чорні діри можуть утворюватися з темної матерії

Нове теоретичне дослідження запропонувало новий механізм створення надмасивних чорних дір з темної матерії. Міжнародна команда виявила, що замість звичайних сценаріїв утворення за участю «нормальної» матерії надмасивні чорні діри можуть утворюватися безпосередньо з темної матерії в областях з високою щільністю в центрах галактик. Результат має ключове значення для космології раннього Всесвіту.

Те, як саме спочатку утворилися надмасивні чорні діри, сьогодні є однією з найбільших проблем у вивченні еволюції галактик. Надмасивні чорні діри спостерігалися вже через 800 млн років після Великого вибуху, і те, як вони могли зростати так швидко, залишається нез’ясованим.

Стандартні моделі утворення включають нормальну баріонну матерію – атоми і елементи, з яких складаються зірки, планети і всі видимі об’єкти – колапсують під дією сили тяжіння, утворюючи чорні діри, які потім з часом зростають. Однак нова робота досліджує потенційне існування стабільних ядер галактик, які складаються з темної матерії і оточені ореолом розведеної темної матерії, і виявляє, що центри цих структур можуть стати настільки концентрованими, що вони також можуть колапсувати в надмасивні чорні діри після досягнення критичного порога.

Відповідно до моделі, це могло статися набагато швидше, ніж інші запропоновані механізми утворення, і дозволило б надмасивним чорних дірам в ранньому Всесвіті сформуватися раніше, ніж галактики, які вони населяють, всупереч нинішньому розумінню.

Теж цікаво:

• Чорна діра раптово потемнішала, і ніхто не знає чому
• Найдавніша чорна діра вражає фантастично величезними розмірами

Ще один інтригуючий наслідок нової моделі – те, що критична маса колапсу в чорну діру може бути недосяжна для менших гало темної матерії, наприклад, тих, що оточують деякі карликові галактики. Автори припускають, що це може залишити менші карликові галактики з центральним ядром темної матерії, а не очікувану чорну діру. Таке ядро ​​темної матерії може імітувати гравітаційні сигнатури звичайної центральної чорної діри, в той час, як зовнішнє гало темної матерії може також пояснити спостережувані криві обертання галактики.

«Тут ми вперше довели, що такий розподіл темної матерії ядро-гало дійсно може формуватися в космологічній структурі і залишатися стабільним протягом усього життя Всесвіту», – кажуть дослідники.

Автори сподіваються, що подальші дослідження проллють більше світла на формування надмасивних чорних дір в найраніші дні нашого Всесвіту, а також з’ясують, чи можуть центри неактивних галактик, включаючи наш Чумацький Шлях, приймати ці щільні темні матеріальні ядра.

Читайте також:

• Вчені придумали, як перетворити чорні діри в джерела енергії
• Телескоп «Хаббл» виявив скупчення дрібних чорних дір