Первые звезды во Вселенной помогли создать первичные черные дыры: что выяснили астрономы

Астрономы считают, что первичные черные дыры, образовавшиеся во время Большого взрыва, могли сыграть важную роль в формировании первых звезд во Вселенной. Эти результаты могут помочь оценить, насколько первичные черные дыры подходят в качестве кандидатов на роль темной материи, самого загадочного вещества во Вселенной. Но ученые пока не уверены, способствовали ли эти черные дыры звездообразованию или же они наоборот подавляли рождение звезд. Моделирование показало, что зависимости от их массы и количества, эти черные дыры могли либо ускорить, либо замедлить образование первых звезд. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv, пишет Space.

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

Первичные черные дыры

Считается, что первичные черные дыры образовались в результате колебаний плотности материи в ранней Вселенной. Это отличается от происхождения черных дыр звездной массы, которые образуются, когда массивные звезды взрываются сверхновой в конце своей жизни.

Это значит, что первичным черным дырам не нужны были звезды для появления. Также это не накладывает на них ограничения по массе, ведь они, как считается были созданы из раннего космического материала и не были ограничены массой исходных звезд. Но, поскольку первичные черные дыры еще не обнаружены, астрономы мало что могут о них сказать наверняка.

Авторы исследования считают, что первичные черные дыры могли сыграть важную роль в создании первых звезд. Массивные первичные черные дыры могут служить мощными гравитационными центрами. В ранней Вселенной они могли быстрее притягивать газ и темную материю, запуская формирование малых галактик и звезд. Это может объяснить, как некоторые из самых ранних известных галактик смогли сформироваться удивительно быстро после Большого взрыва.

Черные дыры и первые звезды

Но, согласно моделированию, первичные черные дыры должны обладать определенной массой, чтобы играть положительную роль в рождении звезд. Чтобы ускорить раннее звездообразование черные дыры должны быть довольно массивными, примерно в 1000 – 1 0000 раз больше массы Солнца. При таких размерах и в нужном количестве они должны оказывать заметное влияние на скорость образования первых звезд, говорят ученые.

Более массивные первичные черные дыры делают это, вызывая увеличение колебаний плотности материи. Это приводит к появлению так называемых гало темной материи — обширных скоплений этой загадочной формы материи, внутри которых могут собираться строительные блоки звезд и галактик. Но, если массивных первичных черных дыр слишком много, звезды и галактики формируются слишком быстро, что не отражает известную картину ранней Вселенной.

Также астрономы обнаружила, что первичные черные дыры с массой менее 100 масс Солнца не увеличивают колебания плотности материи. Напротив, моделирование показало, что при наличии достаточного количества таких менее массивных первичных черных дыр, их гравитация создает приливные силы в газовых облаках и нагревает их. Это создает проблемы для звездообразования, поскольку звезды рождаются, когда холодные и сверхплотные сгустки газа сжимаются под действием собственной гравитации. Чем больше первичных черных дыр с малой массой в ранней Вселенной, тем сильнее нагревается газ и тем сильнее замедляется звездообразование.

Проверить теорию ученых можно

По словам ученых, масса и численность первичных черных дыр должны быть идеально правильными для того, чтобы способствовать появлению первых звезд. Первичные черные дыры остаются гипотетическими. Но можно обнаружить доказательства теории ученых об их роли в раннем звездообразовании.

По словам астрономов, в некоторых из самых экстремальных сценариев звездообразование может начаться уже через 15 миллионов лет после Большого взрыва. Это намного раньше, чем предполагают текущие модели, указывающие на появление первых звезд через 100 — 200 млн лет. Если получится обнаружить галактики или звезды, формирующиеся на очень ранних этапах развития Вселенной, это подтвердит идею о том, что нечто вроде первичных черных дыр способствовало более быстрому формированию звезд и космических структур.

Как уже писал Фокус, наше родное сверхскопление галактик разрывает на части особенная сила. В самых больших масштабах галактики образуют сверхскопления размером в сотни миллионов и миллиарды световых лет. Но на самом деле это не цельные структуры и наше родное сверхскопление галактик разрушается.