В новом теоретическом исследовании предложен не описанный ранее в научной литературе механизм формирования сверхмассивных черных дыр (СМЧД) из темной материи. Международная команда астрономов нашла, что СМЧД в плотных центральных областях галактик могут формироваться не только из обычной, барионной материи, но и из темной материи.
Подробный механизм первичного формирования СМЧД является одной из крупнейших проблем современной теории эволюции галактик. СМЧД в ранней Вселенной наблюдаются уже через 800 миллионов лет после Большого взрыва, однако ученые до сих пор не могут объяснить, почему рост черных дыр в ту эпоху происходил так быстро.
Стандартные модели формирования включают нормальную, барионную материю – атомы и элементы, которые входят в состав вещества звезд, планет и всех других видимых объектов – коллапсирующую под действием гравитации с образованием черных дыр, растущих с течением времени. Однако в этой новой работе изучена возможность существования стабильных галактических ядер, состоящих из темной материи и окруженных рассеянным гало из темной материи. Авторы показывают, что в центрах таких структур концентрация темной материи может стать настолько высокой, что они коллапсируют в СМЧД.
Согласно данной модели, этот процесс мог происходить во Вселенной раньше, чем это предполагается другими механизмами формирования, и в результате его протекания СМЧД в ранней Вселенной могли формироваться раньше, чем их родительские галактики – гипотеза, противоречащая современному пониманию эволюции СМЧД.
Руководитель исследовательской группы Карлос Р. Аргуэльес (Carlos R. Argüelles) из Университета Насьональ де Ла-Плата, Аргентина, сказал: «Этот новый сценарий дает естественное объяснение формирования СМЧД в ранней Вселенной, не требуя предварительного формирования зародышей черных дыр, образующихся в результате аккреции материи с невероятными скоростями».
Еще одним интригующим следствием из этой новой модели является то, что критическая масса, при которой происходит коллапс, может не достигаться в случае небольших гало из темной материи, которые можно встретить, например, в некоторых карликовых галактиках. В этом случае в центре формируется ядро из темной материи, напоминающее обычную черную дыру, в то время как внешнее гало из темной материи может объяснить наблюдаемые кривые вращения галактик, пояснили авторы.
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210225175824
Обозрение "Terra & Comp".
