Надмасивні чорні діри назвали причиною «нестачі» баріонної матерії

Астрофізики з Австрії, Німеччини та США вказали на можливе місце розташування «відсутньої» баріонної (або звичайної) матерії. На думку авторів, винними в її «зникненні» виявилися надмасивні чорні діри, що викидають величезні маси газу і пилу в порожнечі космічного простору. Такий механізм дозволяє пояснити відсутність приблизно 30 відсотків всієї баріонної матерії поблизу галактик. Дослідження опубліковано в журналі, коротко про нього повідомляє прес-реліз Королівського Астрономічного Товариства (Великобританія).

Для дослідження розподілу матерії у Всесвіті автори використовували результати комп'ютерного моделювання, проведеного проектом Illustris. Гідродинамічна модель включає в себе як темну матерію, так і звичайну - баріонну. Найбільш важливим аспектом є облік гравітаційного тяжіння між ними. Illustris розглядає кубічний обсяг простору зі стороною в 350 мільйонів світлових років і визначає яким чином він еволюціонує починаючи з моменту, коли вік Всесвіту становив всього 12 мільйонів років, по сьогоднішній день.

Результат моделювання нагадує тривимірну мережу, що складається з вузлів, ниток і пустот між ними. Нова робота показала, що близько 49 відсотків маси темної матерії і 23 відсотків маси барионів зосереджені в гало навколо масивних об'єктів - галактик і скупчень галактик. Нитки містять ще 45 відсотків темної та 46 відсотків баріонної матерії. Частина звичайної речовини, що залишилася, близько третини, як виявилося, міститься в порожнинах простору і займає майже 80 відсотків обсягу моделювання.

За словами авторів, матерія потрапила в ці порожнечі через активні галактичні ядери. В ході свого існування ті виробляють величезні кількості енергії, яку передають навколишньому газу і пилу. В результаті, частинки розлітаються на відстані в сотні і тисячі світлових років від їх джерел. Подібний ефект може пояснити проблему «відсутньої» баріонної матерії: згідно з різними дослідженнями сумарна маса спостережуваної речовини становить лише близько половини від передбачуваної теоретично.

Наприклад, робота 2012 року оцінює брак звичайної речовини в 30 відсотків порівняно з передбаченнями - рівно така ж кількість баріонної матерії міститься в порожнечах. Автори зізнаються, що було б привабливо пов'язати ці два факти, проте модель Illustris не ідеальна. Якщо змінити параметри активних галактичних ядер, то точні значення розподілу мас, ймовірно, змінюються.

Одночасно з новою роботою в журналі вийшла інша стаття, також пов'язана з проблемою «відсутньої» баріонної матерії. У ній астрофізики за допомогою радіовсплеску змогли перевірити сучасну космологічну модель Всесвіту. Незалежна перевірка підтвердила внесок звичайної речовини (близько 5 відсотків всієї матерії), а також дозволила «відчути» відсутню матерію.