Науковці-теоретики запропонували новий механізм утворення надмасивних чорних дір із темної матерії. Міжнародна група дослідників виявила, що замість звичайних «сценаріїв» формування з «нормальної» речовини, надмасивні чорні діри натомість можуть утворюватися прямо з темної матерії в ділянка високої щільності в центрах галактик. Результат, що має фундаментальні наслідки для космології раннього Всесвіту, оприлюднив журнал «Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства».

Те, як почали формуватися надмасивні чорні діри, є нині однією з найбільших проблем у вивченні еволюції галактик. Надмасивні чорні діри виявлено вже через 800 мільйонів років після Великого Вибуху, і те, як вони могли так швидко «вирости», досі є загадкою.

Стандартні моделі формування цих об’єктів розглядають нормальну речовину, тобто баріони, ― атоми та елементи, з яких складаються зорі, планети та всі видимі небесні тіла. Руйнування таких тіл під дією сили тяжіння, спричиняє утворення чорних дір, які згодом зростають до стану надмасивних. Однак нове дослідження розглядає потенційне існування стабільних галактичних ядер, що складаються з темної матерії. Ці ядра оточені гало з розрідженої темної матерії, але центральний район таких структур може стати таким щільним, що в разі досягнення критичного значення густини темної матерії також може колапсувати в надмасивну чорну діру.

Згідно з моделлю, розробленою науковцями, це може статися набагато швидше, ніж у разі дії інших запропонованих механізмів формування. За таким сценарієм, всупереч теперішнім уявленням, надмасивні чорні діри в ранньому Всесвіті формуються раніше, ніж галактики, в яких вони містяться.

Карлос Р. Арґуеллес (Carlos R. Argüelles), науковець з Національного університету Ла-Плати в Аргентині та ICRANet (International Center for Relativistic Astrophysics Network — Мережа міжнародних центрів релятивістської астрофізики), який керував дослідження, зауважив: «Цей новий сценарій формування може запропонувати природне пояснення того, як надмасивні чорні діри утворилися в ранньому Всесвіті, не вимагаючи попереднього формування зір і не потребуючи “зародків” чорних дір з нереальними показниками нарощування маси».

Інший цікавий наслідок нової моделі ― це те, що малі гало темної матерії можуть не досягти критичної маси для колапсу в чорну діру. До них належать, наприклад ті, що оточують деякі карликові галактики. Автори припускають, що це уможливлює ситуацію, коли малі карликові галактики мають центральне ядро з темної матерії, але чорної діри в них немає. Таке ядро ​​темної матерії може імітувати гравітаційні ознаки звичайної центральної чорної діри, а наявним зовнішнім гало темної матерії можна пояснити спостережувані криві обертання галактики.

«Ця модель показує, як гало темної матерії можуть містити щільні утворення в своїх центрах, що може зіграти вирішальну роль в тому, щоб зрозуміти утворення надмасивних чорних дір», — додав Карлос. «Ми вперше довели, що такі розподіли темної матерії з основним гало можуть формуватися в космологічних часових рамках і залишатись стабільними протягом усього життя Всесвіту».

Автори сподіваються, що подальші дослідження проллють більше світла на процес утворення надмасивних чорних дір в найперший період існування Всесвіту, а також дозволять з’ясувати, чи можуть ці щільні ядра з темної матерії міститися в центрах неактивних галактик, зокрема в нашій галактиці.

За інф. з сайту www.sciencedaily.com