Международная группа учёных обнаружила доминирование тёмной материи в гало двух сверхмассивных чёрных дыр, расположенных в галактиках на расстоянии около 13 миллиардов световых лет от Земли. Результаты исследования предоставляют новые данные о взаимосвязи между тёмной материей и сверхмассивными чёрными дырами в ранней Вселенной, а также о процессе эволюции галактик до их современного состояния.

Слева: распределение газа ионизированного углерода (C+) в масштабе гало P009-10, как показано цветным изображением и чёрными контурами. Распределение газа, центрированное на квазаре (большой черный крест), показано пурпурными контурами. Справа: поле скоростей излучения C+ от -200 км/с (синим цветом, движется к нам) до +200 км/с (красным цветом, движется от нас), что указывает на когерентное вращение в массивном гало тёмной материи.  Источник: The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ada145

Используя данные, полученные с помощью Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решётки (ALMA) и линии излучения ионизированного углерода (C+), учёные смогли исследовать газовую динамику двух галактик, содержащих квазары, на красном смещении 6 — окно в очень раннюю эпоху существования Вселенной, где объекты наблюдаются такими, какими они были примерно через 1 миллиард лет после Большого взрыва. Анализ кривых вращения каждой галактики показал, что тёмная материя составляет около 60% их общей массы.

Профессор Джон Сильверман отметил: «Телескоп "Вера Рубин" предоставил первые доказательства существования тёмной материи, используя кривые вращения близлежащих галактик. Мы применяем ту же методику, но теперь для изучения ранней Вселенной».

Примечательно, что кривые вращения в далёкой Вселенной, полученные в ходе предыдущих исследований, показывали снижение скорости на окраинах галактик, что указывало на низкую долю тёмной материи. Однако данные, полученные командой Циньюэ Фэй, аспирантки Пекинского университета и Джона Сильвермана, демонстрируют плоскую кривую вращения, аналогичную массивным дисковым галактикам вблизи Земли, что свидетельствует о необходимости большего количества тёмной материи для объяснения высоких скоростей.

Это исследование имеет важное значение для понимания формирования и эволюции галактик, а также роли тёмной материи в ранней Вселенной. Оно предоставляет ценные данные для дальнейшего изучения взаимосвязи между тёмной материей и сверхмассивными чёрными дырами, что может помочь в разгадке тайн космологии и структуры Вселенной.

Подробнее на iXBT