Supermasyvios juodosios skylės, kurių masė viršija milijardą Saulės masių, aptinkamos labai jaunoje Visatoje, praėjus mažiau nei 700 milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Per tiek laiko joms užaugti nuo žvaigždinių masių įmanoma, tačiau sudėtinga. Nežinia apie juodųjų skylių kilmę skatina mokslininkus kurti įvairiausius, neretai gana egzotiškus, modelius, kuriuose jos suformuojamos kitaip, nei augant po supernovų sprogimų likusiems objektams.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Vienas toks naujai pasiūlytas modelis teigia, kad supermasyvios juodosios skylės galėjo susiformuoti tiesiai iš tamsiosios materijos sankaupų galaktikų centruose.
Modelis remiasi nelabai įprasta tamsiosios materijos kilmės variacija – fermionine tamsiąja materija. Fermionai yra dalelės, sudarančios mums įprastą medžiagą – protonus ir neutronus sudarantys kvarkai, taip pat elektronai ir panašios. Modeliui svarbi jų savybė – fermionai negali susispiesti pernelyg arti vieni prie kitų. Jei tokia savybė galioja ir tamsiosios materijos dalelėms – būtent todėl jos šiame modelyje vadinamos fermioninėmis – galima apskaičiuoti tikėtinas jų telkinių savybes vien iš statistinės pusiausvyros lygčių. Tą padarius jau seniau nustatyta, kad tamsioji materija turėtų telktis į halus su reikšmingais sutankėjimais centre, kurie gali atitikti kai kurias supermasyvių juodųjų skylių savybes.
Naujajame darbe mokslininkai patikslino skaičiavimus ir įvertino ilgalaikį centrinių sutankėjimų stabilumą. Paaiškėjo, kad galaktikose, kurių halo masė viršija milijardą Saulės masių, centriniai sutankėjimai turėtų būti nestabilūs ir kolapsuoti į tikras juodąsias skyles. Jų masė turėtų būti artima net ir šiandien panašiose galaktikose randamoms centrinėms juodosioms skylėms.
Beje, milijardas Saulės masių yra apytikrė riba, atskirianti galaktikas, kuriose randamos centrinės juodosios skylės, nuo galaktikų, kuriose jų nėra. Taigi modelis vienu metu paaiškina dvi stebimas Visatos savybes – supermasyvių juodųjų skylių ankstyvą atsiradimą ir jų nebuvimą mažose galaktikose.
Tyrimo rezultatai „arXiv“.
