Секрет самой старой черной дыры раскрыт: как она появилась, когда это было невозможно

Астрономы считают, что за создание сверхмассивных черных дыр, которые находятся в центрах галактик, отвечали первичные черные дыры, созданные сразу после Большого взрыва. Исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv, решает одну из самых больших загадок современной космологии: как сверхмассивные черные дыры могли вырасти до размеров, в миллионы или миллиарды раз превышающих массу Солнца, до того, как Вселенная достигла возраста 1 млрд лет, пишет Space.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Невозможные черные дыры

Астрономы с помощью космического телескопа Уэбб обнаружили много сверхмассивных черных дыр, которые существовали через 700 млн лет после Большого взрыва и даже раньше. Это значит, что очень массивные черные дыры появились в течение первых нескольких сотен миллионов лет после рождения Вселенной 13,8 млрд лет назад.

Но текущие модели формирования сверхмассивных черных дыр, включающие быстрое поглощение материи и слияние черных дыр, показывают, что для создания гигантских поглотителей материи необходимо более 1 млрд лет.

Но астрономы обнаружили сверхмассивную черную дыру, получившую название CEERS 1019, с массой в 9 млн раз превышающей массу Солнца, которая существовала уже через 570 млн лет после Большого взрыва. Это самая древняя сверхмассивная черная дыра, известная ученым.

Первичные черные дыры

Черные дыры бывают звездной массы (они в 10-100 раз тяжелее Солнца), которые появляются в результате взрыва сверхновой, когда умирает массивная звезда. Но также существуют сверхмассивные черные дыры (их масса как минимум в миллион раз превышает массу Солнца) и они находятся в центрах галактик. Считается, что эти черные дыры образуются в результате слияния черных дыр меньшего размера или же за счет очень активного поглощения материи, а может быть это результат обоих процессов. Ученые давно предполагают, что во Вселенной существуют и первичные черные дыры, которых еще никто никогда не видел.

Считается, что они были созданы из сверхплотных комков горячей материи в первые секунды после Большого взрыва. Авторы исследования предполагают, что первичные черные дыры, имеющие массу от 1/100 000 массы скрепки до 100 000 масс Солнца, могли помочь быстро создать сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной. Это связано с тем, что у них не было ограничений по массе, как у черных дыр звездной массы, которые зависят от массы звезды.

Как появились сверхмассивные черные дыры?

Как показывает моделирование первичные черные дыры изначально были более массивными, чем обычные черные дыры и легко могли переместится в центры галактик. При этом эти черные дыры росли за счет поглощения огромного количества материи, в частности водорода и гелия. Именно в центрах ранних галактик находилось много водорода и гелия, что позволяло первичным черным дырам быстро их поглощать. Также ученые считают, что свою роль в формировании сверхмассивных черных дыр также сыграло то, что первичных черных дыр собиралось много в центрах галактик.

Таким образом, как считают ученые, всего за несколько сотен миллионов лет, были созданы сверхмассивные черные дыры.

Конечно, эти результаты основаны на моделировании, поэтому нужно еще подтвердить данную теорию, но она является многообещающей.

Фокус уже писал о том, что черная дыра М87*, ставшая первой, которую ученые смогли напрямую сфотографировать, на самом деле имеет другие характеристики, чем считалось.

Как уже писал Фокус, астрономы обнаружили галактики, свет которых навсегда изменил Вселеннуюмиллиарды лет назад.

Также Фокус писал о том, что более 50 лет назад астронавты привезли с Луны стекло и только сейчас ученымудалось раскрыть его секрет.