Черные дыры растут за счет темной материи

Длительный период времени предполагалось, что размер сверхмассивной черной дыры (ЧД), находящейся в ядре галактики, тесно связан с количеством звезд, входящих в состав галактики.

Каждая галактика располагается вокруг гало или массивного диска темной материи, и чем больше галактика, тем больше диск этой темной материи. Видимые звезды любой галактики составляют лишь очень небольшую долю от общей массы этой галактики, это значит, что гало может расширяться на сотни тысяч световых лет от видимого края галактики.

Предполагается, что видимые звезды и газ в галактике подобны стержню этой галактики, а остальная часть колеса расширяется далеко в межгалактическое пространство космоса, но оно не видимо, поскольку состоит из темной материи, не взаимодействующей с электромагнитным излучением.

Хотя астрономы узнали об этих дисках совсем недавно, их гравитационное воздействие на видимую материю (звезды, планеты, газ) внутри этих галактик не достаточно изучено. В настоящее время подробно изучается влияние темной материи на развитие ЧД.

Ведущий автор исследования Акос Богдан из Гарвард-Смитсоновского центра Астрофизики, говорит, что существует загадочная связь между количеством темной материи, которая имеется в галактике и размером ее центральной ЧД. Работа Богдана в соавторстве с Анди Гаулдинг из Принстонского университета была принята на опубликование в журнал «Astrophysical Journal».

Предполагается, что большинство галактик содержат сверхмассивную ЧД в своих ядрах. Изучив 3 000 эллиптических галактик, астрономы измерили массы этих громадных ЧД посредством хронометрирования скоростей вращения этих звезд вокруг центральных ЧД.

Таким образом, для измерения общей массы темной материи, которую содержат эти галактики, исследователи проанализировали икс-лучи, производимые горячим газом, находящимся внутри галактик, т.е. чем больше горячего газа в галактике, тем более массивным является ее гало.

Используя данную информацию, ученые сделали вывод, что существует точное соответствие между гало темной материи и массой центральной ЧД. Это соотношение намного точнее, чем между количеством звезд и массой ЧД.

Поскольку эллиптические галактики являются результатом слияния галактик – конечная эллиптическая галактика состоит не только из звезд, составляющих галактики, но также и хранилищем всей темной материи, которая содержится в этих галактиках. Темная материя, таким образом, имеет преимущественное гравитационное воздействие и преобладающее влияние на развитие галактик и рост ЧД.

Богдан говорит, что в результате слияния формируется гравитационный проект, по которому галактика, звезды и ЧД будут следовать в процессе своего развития.