ახალი თეორიული კვლევა სუპერმასიური შავი ხვრელების ბნელი მატერიისგან წარმოქმნის ახალ მექანიზმს გვთავაზობს. მკვლევართა საერთაშორისო ჯგუფის დასკვნით, „ნორმალური“ მატერიის გზით წარმოქმნის ტრადიციული სცენარის ნაცვლად, სუპერმასიური შავი ხვრელები შეიძლება პირდაპირ ბნელი მატერიისგან წარმოიქმნებოდეს გალაქტიკების ცენტრების ძლიერ მკვრივ რეგიონებში. ჟურნალ Monthly Notices of the Royal Astronomical Society-ში გამოქვეყნებულ კვლევას საკვანძო გავლენა აქვს კოსმოლოგიაზე ადრეული სამყაროს კვლევის თვალსაზრისით.
დღეისათვის, გალაქტიკათა ევოლუციის ერთ-ერთ უდიდეს პრობლემას წარმოადგენს ის ფაქტი, რომ არ ვიცით, ზუსტად როგორ ჩნდებიან სუპერმასიური შავი ხვრელები. ეს ობიექტები დანახული გვაქვს დიდი აფეთქებიდან 800 მილიონი წლის შემდეგ პერიოდშიც; უცნობია, როგორ შეძლეს მათ ასე ცოტა დროში ამხელა მასამდე გაზრდა.
ფორმაციის სტანდარტული მოდელი მოითხოვს ნორმალურ, ბარიონულ მატერიას — იმ ატომებსა და ელემენტებს, რომლისგანაც შედგება ვარსკვლავები, პლანეტები და ყველა ხილული ობიექტი; ამ მოდელის მიხედვით, შავი ხვრელის წარმოსაქმნელად საჭიროა, რომ ეს მატერია გრავიტაციით კოლაფსირდეს, შემდეგ კი ასე გაჩენილი შავი ხვრელი დროთა განმავლობაში იზრდება. თუმცა, ახალ კვლევაში შეისწავლეს ბნელი მატერიისგან შემდგარი სტაბილური გალაქტიკური ბირთვებისა და მათ გარშემო ბნელი მატერიით გაზავებული ჰალოს პოტენციური არსებობა; აღმოჩნდა, რომ ასეთ სტრუქტურათა ცენტრი იმდენად კონცენტრირებული უნდა გახდეს, რომ კრიტიკულ ზღვართან მიღწევის შემდეგ, შეიძლება სუპერმასიურ შავ ხვრელად ისიც კოლაფსირდეს.
მოდელის მიხედვით, ეს შეიძლება გაცილებით უფრო სწრაფად მოხდეს, ვიდრე ფორმაციის სხვა შემოთავაზებული მექანიზმები; შედეგად, ამჟამინდელი წარმოდგენების საპირისპიროდ, სუპერმასიურ შავ ხვრელებს ადრეულ სამყაროში იმაზე ადრე წარმოქმნის საშუალება უნდა ჰქონოდათ, ვიდრე მათი მასპინძელი გალაქტიკები გაჩნდებოდა.
კვლევის ავტორის, არგენტინის ლა-პლატის ეროვნული უნივერსიტეტის მკვლევრის, კარლოს არგუელიესის განცხადებით, ფორმაციის ეს ახალი სცენარი შეიძლება ბუნებრივ ახსნას გვთავაზობდეს იმისა, თუ როგორ გაჩნდნენ ადრეულ სამყაროში სუპერმასიური შავი ხვრელები, თანაც ისე, რომ არ მოითხოვს წინმსწრებ ვარსკვლავთწარმოქმნას ან საწყის, ე. წ. სათესლე შავი ხვრელის არსებობას მატერიის შთანთქმის არარეალური მაჩვენებლებით.
ახალი მოდელის კიდევ ერთი დამაინტრიგებელი შედეგი ის გახლავთ, რომ შავ ხვრელად კოლაფსირებისთვის კრიტიკულად საჭირო მასა შეიძლება ვერ მიიღწეს ბნელი მატერიის პატარა ჰალოების შემთხვევაში, მაგალითად იმათში, რომლებიც გარს აკრავს ჯუჯა გალაქტიკებს. ავტორთა ვარაუდით, ამის გამო, ჯუჯა გალაქტიკებს შეიძლება ბნელი მატერიისგან შემდგარი ცენტრალური ბირთვი ჰქონდეთ და არა შავი ხვრელი. მიუხედავად ამისა, ბნელი მატერიის ასეთი ბირთვს შეიძლება ისევე გრავიტაციული ხელწერა ჰქონდეს, როგორიც ჩვეულებრივ ცენტრალურ შავ ხვრელს აქვს; ამავე დროს, ბნელი მატერიის გარე ჰალომ ასევე შეიძლება ახსნას ამ გალაქტიკათა ბრუნვაში შემჩნეული გამრუდებები.
„ეს მოდელი გვიჩვენებს, რომ ბნელი მატერიის ჰალოებს ცენტრში შეიძლება მკვრივი კონცენტრაციები ჰქონდეთ, რამაც შეიძლება გადამწყვეტი როლი ითამაშოს სუპერმასიურ შავ ხვრელთა წარმოქმნის გარკვევაში“, — ამბობს არგუელიესი.
მისივე თქმით, მათ ისტორიაში პირველად დაადასტურეს, რომ ბნელი მატერიის გადანაწილების ასეთი ბირთვი-ჰალოს წყვილები ნამდვილად შეიძლება წარმოიქმნას კოსმოლოგიურ სტრუქტურაში და სამყაროს არსებობის მანძილზე დარჩეს სტაბილური.
კვლევის ავტორები იმედოვნებენ, რომ სამყაროს ძალიან ადრეულ დღეებში სუპერმასიურ შავ ხვრელთა წარმოქმნის საიდუმლოს ნათელს მოჰფენს სამომავლო კვლევები, ასევე იმის შესწავლაც, აქვთ თუ არა არააქტიურ გალაქტიკებს, მათ შორის ირმის ნახტომს ცენტრში ბნელი მატერიის ეს მკვრივი ბირთვები.
კვლევა ჟურნალ Monthly Notices of the Royal Astronomical Society-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია phys.org-ის მიხედვით.
