천문·천체물리
암흑물질 붕괴·소멸로 초대질량 블랙홀 씨앗을 만들 수 있을까 — 전체 화학반응망 시뮬레이션 연구
적색편이 z~6-10.1에서 발견된 고적색편이 퀘이사들의 초대질량 블랙홀(SMBH)은 초기 항성 잔해에서 성장했다고 보기엔 너무 무거워, z~20 무렵 원시 가스 구름이 직접 붕괴해 블랙홀 씨앗을 만드는 시나리오가 대안으로 제시된다. 이 경우 수소 분자 냉각에 의한 가스 구름의 분열을 막기 위해 분자수소를 광해리시키는 강한 자외선 플럭스가 필요하다. 연구진은 질량이 약 200eV 이하인 암흑물질의 붕괴 또는 소멸이 우주 배경복사와 초기 암흑물질 헤일로 내부에서 충분한 자외선을 만들어낼 수 있는지 검토했다. Grackle 화학·냉각 라이브러리를 이용한 원시 가스 구름 1영역(one-zone) 모델 열적 시뮬레이션으로 암흑물질 수명·단면적·질량 범위에 따른 가스 거동을 계산했고, 초대질량 블랙홀로의 직접 붕괴가 가능한 매개변수 영역과 그에 필요한 최대 헤일로 질량을 제시했다.
arXiv astro-ph.GA (은하)