Есть предположение, что около 23% Вселенной состоит из таинственной темной материи - невидимой субстанции, которую можно обнаружить только по ее гравитационному влиянию на окружающую среду. В ранней Вселенной, как полагают некоторые ученые, темная материя притягивала газ, который затем сформировал звезды, и в конечном итоге темная материя «собрала» галактики, так как мы видим их сегодня.

Ученые Ксавьер Хэрнандез (Xavier Hernandez) и Уильям Ли (William Lee) из Национального независимого университета Мексики (UNAM) рассчитали, каким образом сверхмассивные черные дыры в центре галактики могут поглощать темную материю. Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices Королевского Астрономического Общества.

Искажение пространства-времени сверхмассивной черной дырой в центре галактики глазами художника. Иллюстрация Felipe Esquivel Reed

Сверхмассивные черные дыры – это объекты с массой около 10⁵—10¹⁰ масс Солнца, которые, имея большую массу, поглощают вещество с большой интенсивностью. Существует общепринятое представление о том, что черные дыры втягивают все, что находится в поле притяжения, оказывая мощное гравитационное воздействие на материю, энергию и пространство, окружающее ее. Таким образом получается, что черная дыра должна поглощать и темную материю.

Большинство гипотез, описывающих свойства темной материи, предполагают, что она существует в виде плотных «сгустков». С помощью компьютерного моделирования исследователи разработали вариант, при котором темная материя поглощается черной дырой, и обнаружили что интенсивность поглощения тесно связана с количеством темной материи, которая находится в пределах воздействия черной дыры. Данные показали, что если концентрация темной материи на каждый кубический световой год окажется выше плотности материи, равной по массе семи звездам, подобных Солнцу, то при поглощении огромного количества темной материи масса черной дыры будет расти очень быстро. Быстрый же рост черной дыры в итоге изменит облик галактики до неузнаваемости.

«Получившаяся картина оказалась довольно далекой от той, которую мы сейчас наблюдаем в действительности, - пояснил Хэрнандез. - Формирование галактик происходит на протяжении миллиардов лет, и такое активное поглощение темной материи черными дырами изменило бы облики галактик кардинальным образом».

Исходя из всех полученных данных, астрономы пришли к мнению, что, скорее всего, темная материя распределена во Вселенной иначе, чем описывают большинство из существующих теорий.