Астрономи пояснили, як надмасивні чорні діри могли з'явитися раніше ніж галактика

Деякі чорні діри настільки величезні, що віку Всесвіту не вистачило б для їх формування.

Вчені висунули нову теорію, яка передбачає, що в молодому Всесвіті надмасивні чорні діри могли формуватися з темної матерії. Про це повідомляє Phys.org.

Міжнародна група дослідників вважає, що крім звичайного сценарію формування чорних дір, за участю звичайної матерії, може існувати й інший. Чорні діри могли утворитися безпосередньо з темної матерії в місцях із високою щільністю в центрах галактик.

Те, як саме утворилися надмасивні чорні діри, залишається однією з найбільших загадок еволюції галактик. Надмасивні чорні діри спостерігалися вже через 800 млн років після Великого вибуху, і те, як вони змогли вирости так швидко, залишається невідомим.

Стандартна модель утворення чорних дір містить такі "інгредієнти", як атоми й елементи, з яких складаються зірки, планети і всі видимі об'єкти. Вони колапсують під дією сили тяжіння, утворюючи чорні діри, які потім ростуть з часом.

Але в новій роботі вчені припускають, що на зорі Всесвіту існували щільні скупчення темної матерії, які з часом стали ядрами галактик, оточених ореолом менш щільної темної матерії. Як виявилося, центри подібних скупчень можуть ставати настільки концентрованими, що колапсують у надмасивні чорні діри.

Відповідно до цієї моделі, чорні діри могли б накопичувати масу набагато швидше, ніж у стандартних моделях. Також це дозволило б надмасивним чорним дірам сформуватися раніше, ніж галактика, в яких вони зараз знаходяться.

"Цей новий сценарій формування може запропонувати природне пояснення того, як надмасивні чорні діри формувалися в ранньому Всесвіті, без наявності молодих зірок або нереалістично швидкого механізму зростання", — говорить дослідник із Національного університету Ла-Плати Карлос Аргуельес.

"Дослідження показує, що гало темної матерії може мати в своєму центрі щільні концентрації, які можуть зіграти вирішальну роль у розумінні утворення надмасивних чорних дір. Ми вперше довели, що такий розподіл темної матерії ядро-гало дійсно може сформуватися в космологічній структурі та залишатися стабільним протягом всього існування Всесвіту", — додає вчений.

Автори дослідження також сподіваються пролити світло на те, чи можуть такі галактики як Чумацький Шлях, мати ядра з темної матерії.