Ученые установили зависимость размеров черных дыр от количества темной материи в окружающем пространстве - «Наука и технологии»

Ученые достаточно долго считали, что размеры сверхмассивных черных дыр, располагающихся в центре ядра практически каждой галактики, напрямую зависят от количества звезд и материи, содержащихся в этих галактиках. Но недавно ученые выяснили, что дело обстоит несколько иначе. Размер центральной черной дыры зависит, в первую очередь, от размеров ореола невидимой темной материи, который окружает любой из масштабных и сверхмассивных космических объектов.

Ученые-космологи предполагают, что каждая галактика обернута коконом, ореолом, состоящим из таинственной темной материи, на долю которой приходится почти 85 процентов от общего количества материи во Вселенной. И, чем больше галактика, тем большее количество темной материи содержится в ее пределах и в прилегающих областях космического пространства. На долю звезд, из скоплений которых и состоят галактики, приходится лишь крошечная часть полной массы галактики, остальная часть приходится на массу темной материи, невидимый ореол которой может простираться на сотни тысяч световых лет за края ее "видимой" части.

Ученые-астрономы и астрофизики знают уже достаточно давно о существовании у галактик ореолов, на это указывает масса косвенных признаков, в том числе и гравитационное влияние материи "темного" ореола на материю звезд и облаков газа, находящихся в самой этой галактике. Но, оказывается, что темная материя влияет не только на объекты из обычной материи, ее влияние в достаточной мере касается и столь экзотических объектов, как черные дыры.

"Нам уже давно казалось, что существует некая таинственная связь между количеством темной материи, содержащейся в пределах галактики, и размерами центральной черной дыры этой галактики" - рассказывает Акос Богдан (Akos Bogdan), ученый из Центра астрофизики Гарварда-Смитсона (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, CfA), Кембридж, Массачусетс.

Для подтверждения своих изначальных предположений Акос Богдан, совместно с Энди Гулдингом (Andy Goulding), ученым из Принстонского университета, провел изучение особенностей более 3 тысяч эллиптических галактик, измеряя массу центральной черной дыры каждой и динамику движения звезд, вращающихся вокруг этих черных дыр. Измерения полной массы каждой галактики были произведены при помощи измерения уровня и характеристик рентгеновского излучения, которое производится разогретыми до чрезвычайно высоких температур облаками космического газа. Чем интенсивней излучаемое рентгеновское излучение, тем выше температура газовых облаков и тем больше значение суммарной массы галактики.

Собрав всю необходимую информацию, исследователи смогли вывести некоторые достоверные взаимосвязи, подкрепленные математическими выкладками, которые определяют зависимость между массой ореола темной материи и массой центральной черной дыры галактики. И эта корреляция между вышеупомянутыми величинами более сильна, нежели чем корреляция между массой черной дыры и суммарной массой всех звезд галактики.

Поскольку эллиптические галактики, как правило, являются продуктом слияния нескольких галактик, они вмещают в себя не только все звезды, но и всю темную материю исходных галактик. За счет большого количества темная материя оказывает доминирующее гравитационное влияние на все процессы, происходящие в пределах галактики, в том числе и на процессы роста черных дыр.