Вирішення проблеми останнього парсека: фізики знайшли зв'язок між чорною дірою і темною матерією

Астрофізики за результатами моделювання дійшли висновку, що дві надмасивні чорні діри можуть зливатися в одну ще більшу чорну діру через поведінку частинок темної матерії. Таким чином автори дослідження, опублікованого в журналі Physical Review Letters, пропонують рішення для давньої проблеми останнього парсека, пише Phys.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Попередні моделювання злиття двох надмасивних чорних дір, кожна з яких може мати в мільярди разів більшу, ніж у Сонця масу, показали одну важливу особливість цього процесу.

Коли дві чорні діри зближуються по спіралі, щоби створити ще більш масивний об'єкт, їхнє злиття зупиняється на відстані приблизно 1 парсека, або 3 світлових років. Тобто подальше злиття не відбувається, це явище дістало назву "проблема останнього парсека". Але це суперечить теорії про те, що надмасивні чорні діри виникають внаслідок злиття чорних дір меншої маси.

Автори дослідження кажуть, що попередні моделі не включали вплив темної матерії, в якій частинки можуть взаємодіяти одна з одною. Саме вплив темної матерії дозволяє чорним дірам зливатися разом і долати останній парсек.

Коли відбувається злиття галактик, то їхні центральні надмасивні чорні діри також починають зливатися разом, але перед цим вони кружляють довкола одна одної. Потім починається їхнє зближення по спіралі під дією гравітації.

Попередні моделювання такого процесу показали, що за наближення чорних дір приблизно на 1 парсек, пара починає взаємодіяти з гало із темної матерії. Але частинки темної матерії викидаються з системи і розсіюються, а тому не дають чорним дірам злитися воєдино.

Автори нового дослідження вказують на те, що частинки темної матерії можуть взаємодіяти одна з одною, а тому розсіювання не відбувається. Щільність гало темної матерії залишається досить високою, тож чорні діри можуть подолати останній парсек через стиснення їхніх орбіт під впливом темної матерії. Астрофізики вважають, що спостереження в найближчому майбутньому зможуть підтвердити їхні висновки.

Крім потенційного вирішення проблеми останнього парсека, нове дослідження також дає уявлення про природу темної матерії. За словами вчених, вони пропонують новий спосіб зрозуміти корпускулярну природу темної матерії. Науковці виявили, що зміна орбіт чорних дір дуже чутлива до фізики темної матерії. Отже, для кращого розуміння частинок темної матерії можна використовувати спостереження за злиттями надмасивних чорних дір, вважають астрофізики.

Фокус уже писав про те, що трапиться, якщо Земля виросте до розмірів Сонця. Вчені розповіли, який би вигляд мала наша планета, якби була такою ж масивною, як і наша зірка.

Також Фокус писав про те, що фізики з'ясували, як знайти мандрівників у часі. Автори статті вирішили, що ті, хто може переміщатися в часі, можуть залишити інформаційний слід.