Сверхмассивные черные дыры могли образоваться из темной материи

В новом теоретическом исследовании предлагаемые новый механизм образования сверхмассивных черных дыр из темной материи. Международная команда обнаружила, что вместо обычных сценариев образования с привлечением "нормальной" материи, сверхмассивные черные дыры могли образовываться непосредственно из темной материи в регионах высокой плотности в центрах галактик.

Результат имеет ключевые последствия для космологии в ранней Вселенной, о чем рассказывают в Королевском астрономическом обществе.

Именно то, как сначала образовались сверхмассивные черные дыры, сегодня является одной из самых больших проблем в изучении эволюции галактик. Сверхмассивные черные дыры наблюдались уже через 800 миллионов лет после Большого взрыва, и то, как они могли так быстро расти, остается непонятным.

Стандартные модели образования привлекают нормальную барионную материю -- атомы и элементы, из которых состоят звезды, планеты и все видимые объекты -- которая коллапсирует под действием силы тяжести, образуя черные дыры, которые впоследствии вырастают. Однако новая работа исследует потенциальное существование стабильных галактических ядер, сделанных из темной материи и окруженных разреженным ореолом темной материи, выясняя, что центры этих структур могут стать настолько концентрированными, что они также могут коллапсировать в сверхмассивные черные дыры при достижении критического порога.

Согласно модели, это могло произойти гораздо быстрее, чем другие предложенные механизмы образования и позволило бы создать сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной раньше галактик, в которых они живут, вопреки текущем пониманию.

Карлос Р. Аргуеллес, исследователь из Национального университета де Ла Плата и ICRANet, который руководил расследованием, комментирует: "Этот новый сценарий образования может предложить естественное объяснение того, как сверхмассивные черные дыры образовались в ранней Вселенной без необходимости предварительного образования звезд или нужности использования семени черни дыр с нереальной скоростью наращивания".

Другим интригующим следствием новой модели является то, что критическая масса для коллапса в черную дыру может быть достигнутая для меньших ореолов темной материи, например, окружающих некоторые карликовые галактики. Авторы предполагают, что таким образом в меньших карликовых галактиках может остаться центральное ядро ​​темной материи, а не ожидаемая черная дыра. Такое ядро ​​темной материи и в дальнейшем может имитировать гравитационные сигнатуры обычной центральной черной дыры, тогда как внешний ореол темной материи также может объяснять наблюдаемые кривые при вращении галактики.

"Эта модель показывает, как ореолы темной материи могут содержать плотные концентрации в своих центрах, что может сыграть решающую роль в помощи понять образование сверхмассивных черных дыр", - добавил Аргуеллес.

"Здесь мы впервые доказали, что такие распределения темной материи ядро-ореол могут действительно образоваться в космологических рамках и оставаться стабильными в течение всей жизни Вселенной".

Авторы надеются, что дальнейшие исследования прольют больше света на образование сверхмассивных черных дыр в первые дни нашей Вселенной, а также изучат, могут ли центры неактивных галактик, включая наш собственный Млечный Путь, играть роль носителей этих плотных ядер темной материи.

Результаты исследования были опубликованы в журнале "Ежемесячные сообщения Королевского астрономического общества".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.