Канадські фізики показали, що аксіоноподібна ультралегка темна матерія здатна генерувати потужне ультрафіолетове випромінювання для швидкого формування надмасивних чорних дірок.
Згідно з сучасними спостереженнями, у Всесвіті приблизно через мільярд років після Великого вибуху вже існували чорні діри з масою в кілька мільярдів сонячних. При цьому механізм їх утворення досі залишається загадкою. Зіркоутворення. Однак для цього потрібно, щоб молекулярний водень у хмарі не встиг охолодити газ і викликати його дроблення на менші частини.
Фізики Хао Джао (Hao Jiao), Роберт Бранденбергер (Robert Brandenberger) та Вахід Камалі (Vahid Kamali) з Університету МакГілла запропонували механізм утворення таких фотонів за допомогою ультралегкої темної матерії. Вчені розглянули аксіоноподібну темну матерію, яка слабко, але все ж таки взаємодіє з електромагнітним полем. У великих гало такий матерії поле коливається досить узгоджено, що породжує каскад фотонів в інфрачервоному діапазоні через ефект параметричного резонансу. Далі ці фотони або переходять у тепловий спектр, підвищуючи температуру газу, або за допомогою турбулентного каскаду зсуваються до ультрафіолетових енергій, достатніх для іонізації водню та придушення утворення молекул. Розрахунки вчених показали, що навіть за дуже слабкого зв'язку аксіону та світла така модель здатна забезпечити необхідний рівень ультрафіолетового випромінювання для прямого колапсу та утворення важких чорних дірок масою близько ста тисяч мас Сонця.
Автори роботи зазначають, що, на відміну від традиційних сценаріїв, тут не потрібно ні випромінювання гарячих зірок, ні специфічна структура галактики, що зароджується. Отже, прямий колапс міг початися ще до епохи активного зореутворення, що природно пояснює присутність надмасивних чорних дірок на великих червоних зміщеннях.
Варто зазначити, що зараз не вдалося зареєструвати аксіони, проте фізики продовжують їх пошуки.