Как гласит популярная теория, сверхмассивные черные дыры сначала набирают массу в результате слияния меньших, а затем постепенно поглощают все больше материи. На это требуется много времени и достаточное количество пополняемых запасов материала. Но самый старый известный квазар демонстрирует, казалось бы, невозможное: после Большого взрыва минуло всего 690 млн лет, а этот гигант с 800 млн солнечных масс уже существовал. Каким образом это произошло?
Темная материя может также коллапсировать в черную дыру - это могло бы объяснить образование таких гравитационных гигантов в раннем космосе Фото:© Maxiphoto / iStock
Может ли темная материя перерождаться?
Исследователи Национального университета Ла-Платы, возглавляемые Карлосом Аргуэльесом (Аргентина), представили совершенно новую теорию. Они использовали астрофизические модели, чтобы изучить, как темная материя ведет себя в гало галактик, которое образует сферическую область вокруг главной видимой плоскости галактик и содержит в основном плазму и темную материю.
Астрофизики хотели узнать, может ли гало в центре галактик сжиматься настолько, что темная материя вырождается и, в крайних случаях, коллапсирует в черную дыру. А так как природа темной материи и ее частиц неизвестна, они исходили в своей модели из фермионов теории «теплой темной материи», согласно которой, темная материя - частицы Ферми с довольно малой массой, слабо взаимодействующие друг с другом, подобно гипотетическим стерильным нейтрино.
Гало темной материи, невидимое глазу, окружающее галактику Фото: © ESO / Л. Кальсада
Возможный коллапс до черной дыры
Модельные расчеты показали: даже темная материя гало теоретически может сжаться, если на нее воздействует ее собственная гравитация.
«В случае фермионов темной материи затем развивается выродившееся ядро, окруженное тонким гало».
Карлос Аргуэльес
Эта структура может длительное время оставаться стабильной и при взгляде издали иметь признаки, напоминающие черную дыру. Если гало достаточно массивное, его ядро из темной материи может даже полностью разрушиться. В результате за очень короткое время возникает черная дыра, обладающая массой в несколько сотен миллионов солнечных.
Этот коллапс темной материи уже был возможен в молодой Вселенной и не требовал ни предыдущего звездообразования, ни экзотических высоких темпов аккреции от более мелких дыр-предшественников. В центрах первых галактик могли возникнуть первые сверхмассивные черные дыры исключительно благодаря гравитации - из гало их темной материи.
«Мы впервые здесь показали, что такое распределение ядра гало возможно в рамках общепринятой космологии и оно остается тогда стабильным в течение всего времени существования космоса».
Карлос Аргуэльес
Астрофизики считают, что эта модель может помочь понять зарождение сверхмассивных черных дыр, произошедшее в ранней Вселенной, а также пополнить наши представления о возникновении и развитии галактик и их плотных центров. Аргуэльес и его коллеги надеются, что дополнительные доказательства их теории появятся в будущем при более детальном изучении ядер галактик.
Источник:
Комментариев нет:
Отправить комментарий