A presença de matéria escura pode influenciar significativamente a dinâmica de fusão e as taxas de buracos negros supermassivos (SMBHs). Aqui estão algumas maneiras pelas quais a matéria escura afeta as fusões SMBH:

Lente Gravitacional:A matéria escura pode atuar como uma lente, curvando e ampliando a luz de fontes distantes. Este efeito de lente pode fazer com que as PMEs pareçam mais próximas umas das outras do que realmente estão, alterando potencialmente as taxas de fusão e as escalas de tempo observadas. Ao modelar com precisão os efeitos de lente da matéria escura, os astrônomos podem obter estimativas mais precisas das distâncias entre SMBHs e seus cronogramas de fusão.

Fricção Dinâmica:A matéria escura pode exercer fricção dinâmica nos SMBHs, fazendo com que percam energia e momento angular à medida que se movem através do halo de matéria escura. Esse atrito pode acelerar a queda dos SMBHs em direção ao centro da galáxia, aumentando a probabilidade e a taxa de fusão. A presença de matéria escura pode, portanto, facilitar a formação de binários SMBH e a sua eventual coalescência.

Halos triaxiais:Os halos de matéria escura são frequentemente triaxiais, o que significa que têm uma forma alongada ou achatada. Esta assimetria pode introduzir complexidades adicionais à dinâmica das fusões de SMBH. Os planos orbitais dos SMBHs podem estar desalinhados com os eixos principais do halo, levando a trajetórias de fusão e escalas de tempo mais complexas. Compreender a natureza triaxial dos halos de matéria escura é crucial para modelar com precisão os eventos de fusão SMBH.

Instabilidades do disco:Em galáxias com discos ricos em gás, a matéria escura pode influenciar a estabilidade do disco. A presença de um halo massivo de matéria escura pode levar à instabilidade e fragmentação do disco, dando origem a densos aglomerados de gás e estrelas. Estas estruturas densas podem atuar como sementes para futuras formações estelares e formação de objetos compactos, incluindo SMBHs. A interação entre a matéria escura, a dinâmica dos gases e a formação estelar pode, portanto, afetar a formação e o crescimento de SMBHs e as suas eventuais fusões.

No geral, a presença de matéria escura pode impactar as propriedades observadas e a dinâmica de fusão dos SMBHs de várias maneiras. Ao incorporar os efeitos da matéria escura em modelos e simulações, os astrónomos podem obter uma compreensão mais abrangente das fusões SMBH e do seu impacto na evolução das galáxias.