Сверхмассивные черные дыры могут образоваться из темной материи
Многие сверхмассивные черные дыры в центрах галактик образуются и растут быстрее, чем предсказывают существующие модели. Теперь физики нашли этому возможное объяснение: они показали, что такие объекты могут состоять из темной материи
Механизм образования черных дыр — одна из самых больших проблем в изучении эволюции галактик на сегодняшний день. Сверхмассивные черные дыры, согласно исследованиям, начали появляться уже через 800 миллионов лет после Большого взрыва. То, как эти объекты могли расти так быстро, остается неясным.
В стандартных моделях нормальная барионная материя — атомы и фундаментальные частицы, которые составляют звезды, планеты и все видимые объекты, — коллапсирует под действием собственного гравитационного притяжения, после чего формируется черная дыра, растущая с течением времени. В новой работе физики решили предположить, что сверхмассивные черные дыры в центрах галактик состоят из темной материи и окружены ореолом из этой же субстанции.
Создав компьютерную модель такой структуры, ученые обнаружили, что центры галактических ядер из темной материи могут стать настолько плотными, что будут коллапсировать в сверхмассивные черные дыры точно так же, как их барионные аналоги. Согласно физикам, коллапс такого объекта и рост образовавшейся черной дыры может идти гораздо быстрее, чем предсказывают модели черных дыр из барионной материи.
Согласно новой модели, критическая масса, необходимая для коллапса ядра галактики из темной материи в черную дыру, намного меньше величины, вычисленной по стандартным моделям. Таким образом, такие черные дыры могут образовываться даже в карликовых галактиках. Авторы предполагают, что в таком случае ядра карликовых галактик, которые не набрали критическую массу, остались бы просто скоплением темной материи. Такое ядро все еще может имитировать гравитационные сигнатуры обычной черной дыры, а внешнее гало темной материи может объяснить наблюдаемые траектории вращения галактик.
Статья об открытии опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
