Свръхмасивните черни дупки са виновни за липсващата материя

Виновни за „изчезването“ на барионната (или обичайна) материя са свръхмасивните черни дупки, изхвърлящи огромни маси газ и прах в космическото пространство.

Такъв механизъм позволява да се обясни отсъствието на около 30 процента от цялата барионна материя до галактиките, смята астрофизици от Австрия, Германия и САЩ, които са публикували изследване в сп. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, става ясно от съобщение на Кралското астрономическо общество (Великобритания).

За изследването на разпределението на материята във Вселената учените са използвали резултатите от компютърно моделиране, проведено по проекта Illustris. Хидродинамичният модел включва както тъмна материя, така и обичайна – барионна. Най-важният аспект е отчитането на гравитационното привличане между тях.

Illustris разглежда кубически обем от пространството със страна 350 милиона светлинни години и определя по какъв начин той еволюира, като се започне от момента, когато възрастта на Вселената е била само 12 милиона години, до ден днешен.

Резултатът от моделирането напомня на триизмерна мрежа, състояща се от възли, нишки и празнини между тях. Новата работа е установила, че около 49 процента от масата на тъмната материя и 23 процента от масата на барионната материя са съсредоточени в халото около масивни обекти – галактики и галактични купове.

Нишките съдържат в себе си още 45 процента тъмна и 46 процента барионна материя. Останалата част от обикновеното вещество – около една трета – както се оказал, се съдържа в празнините на пространството и заема почти 80% от обема на моделирането.

Разпределение на барионната материя. © Markus Haider / Illustris collaboration

По думите на авторите материята е попаднала в тези празнини поради активните галактични ядра. Те произвеждат огромно количество енергия, която се предава на околния газ и прах. В резултат частиците се разлитат на разстояние стотици и хиляди светлинни години от източниците.

Подобен ефект може да обясни проблема с „липсващата“ барионна материя. Изследване от 2012 година оценява недостига на обичайно вещество на 30% в сравнение с предсказанията – точно толкова барионна материя се съдържа в празнините.

Авторите признават, че би било примамливо да се свържат тези два факта, но моделът Illustris не е идеален. Ако се изменят използваните параметри на активните галактични ядра, то и точните стойности на разпределението на масите вероятно ще се поменят.

Едновременно с новата работа в сп. Nature е публикувана друга статия, също свързана с „недостигащата“ барионна материя. В нея астрофизиците с помощта на бързите радиоимпулси са успели да проверят съвременния космологичен модел на Вселената.

Независима проверка е потвърдила приноса на обикновеното вещество (около 5 процента от цялата материя), а също така е позволила да се „усети“ липсващата материя.