Im Herzen fast jeder Galaxie lauert ein Monster – ein supermassereiches Schwarzes Loch mit der Millionen- oder sogar Milliardenfachen Masse der Sonne. Astronomen versuchen immer noch herauszufinden, wie diese riesigen Tiere entstehen und ob sie entstanden sind vorher oder nachher die Galaxien, die sie umgeben. Neue Forschungsergebnisse deuten nun darauf hin, dass ihre Entstehung mit einem weiteren großen Mysterium der Astronomie zusammenhängen könnte: Dunkle Materie.
Die meisten Schwarzen Löcher entstehen, wenn große Sterne bis zu einem Punkt kollabieren, an dem sie eine sehr große Masse in einem kleinen Volumen haben. Mithilfe von Modellen hat ein Team jedoch untersucht, was in einem stabilen galaktischen Kern aus dunkler Materie passieren würde, der von einem Halo aus dunkler Materie umgeben ist. Sie fanden heraus, dass das Zentrum der Dunkle-Materie-Region so dicht werden könnte, dass es zu einem supermassereichen Schwarzen Loch kollabieren würde.
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Es wird vermutet, dass Halos aus dunkler Materie um Galaxien existieren, und obwohl sie für uns unsichtbar sind, scheinen sie mehr Masse zu enthalten als die reguläre Materie einer typischen Galaxie. Doch um zu kollabieren und ein supermassereiches Schwarzes Loch zu bilden, müsste der Halo laut der Studie eine bestimmte Größe haben – größer als beispielsweise die Halos in der Umgebung von Zwerggalaxien.
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„Dieses Modell zeigt, wie Halos aus dunkler Materie in ihren Zentren dichte Konzentrationen beherbergen können, was möglicherweise der Fall ist.“ spielen eine entscheidende Rolle beim Verständnis der Entstehung supermassereicher Schwarzer Löcher“, sagte Carlos R. Argüelles, Hauptautor, in a Stellungnahme. „Hier haben wir zum ersten Mal bewiesen, dass sich solche Kern-Halo-Verteilungen dunkler Materie tatsächlich in einem kosmologischen Rahmen bilden können und während der gesamten Lebensdauer des Universums stabil bleiben.“
Das Modell legt auch nahe, dass diese Methode die schnelle Bildung von Schwarzen Löchern ermöglichen würde, sogar vor den Galaxien, die sie umgeben. Dies widerspricht einer aktuellen Theorie, die besagt, dass Galaxien wahrscheinlich zuerst im frühen Universum entstanden sind und sich dann in ihnen supermassereiche Schwarze Löcher gebildet haben.
Dies könnte helfen zu erklären, wie sich die frühesten supermassiven Schwarzen Löcher im frühen Universum bildeten, als es noch nicht viele Sterne gab, sagte Argüelles: „Dieses neue Entstehungsszenario bietet möglicherweise eine Möglichkeit.“ natürliche Erklärung dafür, wie sich supermassereiche Schwarze Löcher im frühen Universum bildeten, ohne dass eine vorherige Sternentstehung erforderlich war oder die Entstehung von Schwarzen Löchern mit unrealistischer Akkretion erforderlich war Tarife.“
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