Дефицит массы

Дефицит массы в галактике — количество массы в форме звёзд, которое было удалено из центральной области галактики в основном вследствие воздействия двойной сверхмассивной чёрной дыры.

Плотность количества звёзд возрастает по мере приближения к центру большинства галактик. В маленьких галактиках увеличение плотности продолжается до самого центра. В крупных галактиках обычно существует ядро — область вблизи центра, в которой плотность постоянна или медленно повышается. Радиус ядра может достигать нескольких сотен парсеков в крупнейших эллиптических галактиках.

Считается, что подобные ядра создаются двойными сверхмассивными чёрными дырами, образующимися при слиянии двух галактик. Если звезда пролетает мимо массивной двойной, то она может быть выброшена из галактики в результате процесса, называемого гравитационной рогаткой. Такие выбросы звёзд продолжаются до тех пор, пока большая часть звёзд в центральной части галактики не будет выброшена. В результате подобного процесса формируются ядра с малой концентрацией звёзд, часто наблюдаемые у гигантских эллиптических галактик.

Дефицит массы определяется как количество массы, которое было выброшено при создании ядра галактики:

M_(def) = 4π∫₀^(R_c)[ρ_i(r)-ρ(r)]r²dr,

где ρi — первоначальная плотность, ρ — наблюдаемая плотность, Rc — радиус ядра.

Наблюдаемый в галактиках дефицит массы обычно составляет от одной до нескольких масс центральной сверхмассивной чёрной дыры, наблюдаемый радиус ядра сравним с радиусом сферы действия центральной сверхмассивной чёрной дыры. Данные значения не противоречат выводам теоретических моделей образования ядра и поддерживают гипотезу о том, что все яркие галактики в некоторый период содержали сверхмассивные чёрные дыры в центральных областях.

Неизвестно, содержит ли большинство галактик массивные двойные объекты в центральных областях или две чёрные дыры слились в один объект. Оба варианта не противоречат наличию ядра в центральной области.