Juodųjų skylių išsidėstymas galaktikoje teoriškai priklauso nuo galaktikos masės ir gyvenimo istorijos, taigi išmatavę pirmąjį, galėtume daug geriau pažinti ir pastaruosius. Be to, tokios žinios padėtų atsakyti ir į klausimą, kaip atsirado pirmosios supermasyvios juodosios skylės.
Vienos teorijos teigia, kad jų pradmenys buvo mažos masės juodosios skylės, likusios po pirmųjų žvaigždžių mirties, kitos – kad sunkios, susidariusios tiesiogiai kolapsuojant pirmykščiams dujų telkiniams. Naujame tyrime mokslininkai, pasinaudodami skaitmeniniais modeliais, išnagrinėjo, kaip juodųjų skylių pasiskirstymas priklauso nuo įvairiausių galaktikų raidos aspektų.
Tyrėjų pasirinktas modelis – ASTRID – seka tamsiosios medžiagos, dujų, žvaigždžių ir juodųjų skylių raidą per visą Visatos istoriją. Mokslininkai nagrinėjo galaktikas, kurių masė siekia nuo 10 milijonų iki trilijono Saulės masių, nuo maždaug 12,6 milijardo metų praeities iki šių dienų.
Susiję straipsniai
Priešingai nei daugelis kitų panašių modelių, ASTRID dirbtinai nepririša juodųjų skylių prie galaktikų centrų, o leidžia joms judėti veikiamoms gravitacinių jėgų. Ši modelio savybė leido atskirti centrines juodąsias skyles nuo klajojančių.
Žiūrint į visas supermasyvias juodąsias skyles bendrai, pasirodė, kad beveik kiekviena galaktika jų turi. Skirtumas atsiskleidžia atskyrus skyles pagal padėtį galaktikoje: mažos masės galaktikose centrinių juodųjų skylių dalis laikui bėgant mažėja, o klajojančių – auga. Taip yra todėl, kad mažose galaktikose gravitacija silpnesnė, ir susiliejimų atneštos juodosios skylės nespėja nugrimzti į centrą, o centrinės kartais gali būti išmetamos toli į šalis.
Dar įdomiau, kad mažos masės galaktikos išsaugo informaciją apie pirminę juodųjų skylių pradmenų populiaciją net po milijardų metų augimo: jei pradmenys buvo masyvūs, tokiose galaktikose juodųjų skylių apskritai kur kas mažiau. Taip pat pastebėta, kad žvaigždžių nebeformuojančios mažos galaktikos dažniau turi centrinę juodąją skylę, o vis dar formuojančios – klajojančią.
Visas šias tendencijas galima pradėti tikrinti jau dabar, o tokie apžvalginiai teleskopai, kaip Roman ar Rubin, netrukus praplės mūsų žinomų juodųjų skylių imtis šimtus kartų, taigi taps įmanoma atskirti įvairių juodųjų skylių kilmės modelių prognozes.
Tyrimo rezultatai publikuojami „The Astrophysical Journal Letters“.