Астрономы объяснили, как сверхмассивные черные дыры могли появиться раньше галактик
Некоторые черные дыры настолько огромны, что возраста Вселенной не хватило бы для их формирования.
Ученые выдвинули новую теорию, которая предполагает, что в молодой Вселенной сверхмассивные черные дыры могли формироваться из темной материи. Об этом сообщает Phys.org.
Международная группа исследователей считает, что кроме обычного сценария формирования черных дыр, с участием обычной материи, может существовать и другой. Черные дыры могли образоваться непосредственно из темной материи в областях с высокой плотностью в центрах галактик.
То, как именно образовались сверхмассивные черные дыры, остается одной из самых больших загадок эволюции галактик. Сверхмассивные черные дыры наблюдались уже через 800 млн лет после Большого взрыва, и то, как они смогли вырасти так быстро, остается неизвестным.
Стандартная модель образования черных дыр включает в себя такие "ингредиенты", как атомы и элементы, из которых состоят звезды, планеты и все видимые объекты. Они коллапсируют под действием силы тяжести, образуя черные дыры, которые потом растут со временем.
Но в новой работе ученые предполагают, что на заре Вселенной существовали плотные скопления темной материи, которые со временем стали ядрами галактик, окруженных ореолом менее плотной темной материи. Как оказалось, центры подобных скоплений могут становится настолько концентрированными, что коллапсируют в сверхмассивные черные дыры.
Согласно этой модели, черные дыры могли бы накапливать массу намного быстрее, чем в стандартных моделях. Также это позволило бы сверхмассивным черным дырам сформироваться раньше галактик, в которых они сейчас находятся.
"Этот новый сценарий формирования может предложить естественное объяснение тому, как сверхмассивные черные дыры формировались в ранней Вселенной, без наличия молодых звезд или нереалистично быстрого механизма роста", – говорит исследователь из Национального университета Ла-Платы Карлос Аргуэльес.
"Исследование показывает, что гало темной материи может иметь в своем центре плотные концентрации, которые могут сыграть решающую роль в понимании образования сверхмассивных черных дыр. Мы впервые доказали, что такое распределение темной материи ядро-гало действительно может сформироваться в космологической структуре и оставаться стабильным на протяжении всего существования Вселенной", – добавляет ученый.
Авторы исследования также надеются пролить свет на то, могут ли такие галактики как Млечный Путь, иметь ядра из темной материи.