Невидим „диригент” управлява свръхмасивните черни дупки

Свръхмасивните черни дупки в центровете на активните галактики растат до толкова внушителни маси благодарение на тъмната материя, чиято „невидима ръка“ помага на растящите гиганти да захващат звезди и друга видима материя.

Това твърдят астрономи в статия, публикувана в изданието Astrophysical Journal.

Смята се, че в центъра на повечето масивни галактики съществува свръхмасивна черна дупка. Причините за образуването на тези обекти още не са съвсем ясни. Високата степеk на изкривяване на пространството около тях позволява да се говори, че типичната маса на свръхмасивните черни дупки се намира в диапазона от милиони до милиарди слънчеви маси.

Засега учените не знаят от какво зависи тяхната маса, но текущите наблюдения показват, че колкото по-голяма е масата на галактика, толкова по-тежка е и черната дупка в нейния център.

Акос Богдан от Харвард-Смитсъниънския астрофизичен център (САЩ) и колегата му Анди Голдинг от Принстънския университет (САЩ) са открили възможно обяснение на съществуването на такива дупки и са разкрили механизма, обясняващ скоростта на техния ръст и типичната им маса.

Както отбелязват изследователите, преди учените дълго време смятали, че масата и скоростта на ръст на черната дупка може да са свързани с това, доколко „тлъста“ се явява централната част на галактиката, където се намира космическото чудовище, така наречения балдж.

Последвалите наблюдения и обширните каталози на свръхмасивни черни дупки показали, че това невинаги е вярно, което накарало астрофизиците да търсят нови обяснения на механизмите на тяхното образуване и ръст.

Богдан и Голдинг обърнали внимание, че масата на черните дупки в няколко големи елиптични галактики била по някакъв начин свързана с масата на тяхното хало – пръстен от тъмна материя, описващ техните покрайнини. Това ги навяло на мисълта, че тъмната материя може да е невидим „диригент“, управляващ ръста и формирането на галактичните чудовища.

За проверка на тези подозрения авторите провели мащабен „препис“ сред почти три хиляди елиптични галактики, открити от астрономите в рамките на Слоановския цифров обзор на небето (SDSS). За всеки такъв обект те изчислявали два параметъра – масата на самата галактика и масата на тъмната материя в халото. Първият се изчислявал, като учените се ориентирали на скоростта на въртене на звездите около центъра на галактиките, а вторият – по изкривяването в центъра на рентгеновото излъчване, което излиза от облаците горещ газ.

Този „препис“ показал, че масата на черните дупки била действително повече свързана със свойствата на халото и тъмната материя, отколкото с масата на всички звезди в галактиката или с размерите на централния балдж. Освен това наблюденията на Богдан и Голдинг частично разкрили механизма, който обяснява тяхното формиране.

Според техните изчисления в зараждането на свръхмасивни черни дупки и техния ръст играят централна роля сблъсъците между елиптични галактики и протичащото по време на такива катаклизми „смесване“ на запасите им от тъмна материя.

„Изглежда, че съществува някаква тайнствена връзка между това, какво количество тъмна материя съдържа в себе си галактиката, и размерите на централната черна дупка, независимо от гигантските разлики в мащабите на тези структури. Всъщност сблъсъците и сливането на галактиката задават гравитационния „чертеж“ за бъдещото й формиране, които звездите и черната дупка в нейния център използват за построяването на самите себе си“, заключава Богдан.