Астрофизики по результатам моделирования пришли к выводу, что две сверхмассивные черные дыры могут сливаться в одну еще большую черную дыру из-за поведения частиц темной материи. Таким образом, авторы исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters, предлагают решения для давней проблемы последнего парсека, пишет Phys.
Предыдущие моделирования слияния двух сверхмассивных черных дыр, каждая из которых может иметь в миллиарды раз больше, чем у Солнца массу, показали одну важную особенность этого процесса.
Когда две черные дыры сближаются по спирали, чтобы создать еще более массивный объект, их слияние останавливается на расстоянии примерно 1 парсека или 3 световых лет. То есть дальнейшего слияния не происходит, это явление получило название "проблема последнего парсека". Но это противоречит теории о том, что сверхмассивные чёрные дыры возникают вследствие слияния чёрных дыр меньшей массы.
Авторы исследования говорят, что предыдущие модели не включали влияние темной материи, в которой частицы могут взаимодействовать друг с другом. Именно влияние темной материи позволяет черным дырам сливаться вместе и преодолевать последний парсек.
Когда происходит слияние галактик, то их центральные сверхмассивные черные дыры тоже начинают сливаться вместе, но перед этим они кружат вокруг друг друга. Затем начинается их сближение по спирали под действием гравитации.
Предыдущие моделирования такого процесса показали, что при приближении черных дыр примерно на 1 парсек пара начинает взаимодействовать с гало из темной материи. Но частицы темной материи выбрасываются из системы и рассеиваются, а потому не дают черным дырам слиться воедино.
Авторы нового исследования указывают на то, что частицы темной материи могут взаимодействовать друг с другом, поэтому рассеяние не происходит. Плотность гало темной материи остается достаточно высокой, так что черные дыры могут преодолеть последний парсек из-за сжатия их орбит под влиянием темной материи. Астрофизики полагают, что наблюдения в ближайшем будущем смогут подтвердить их выводы.
Помимо потенциального решения проблемы последнего парсека новое исследование также дает представление о природе темной материи. По словам учёных, они предлагают новый способ понять корпускулярную природу темной материи. Ученые обнаружили, что изменение орбит черных дыр очень чувствительно к физике темной материи. Следовательно, для лучшего понимания частиц темной материи можно использовать наблюдение за слияниями сверхмассивных черных дыр, считают астрофизики.
Чтобы всегда быть в курсе самого важного, читайте нас в Telegram
