В ранней Вселенной черные дыры могли нарушать главное правило: это многое объясняет

В центре Млечного Пути находится сверхмассивная черная дыра, масса которой в 4 млн раз больше массы Солнца. В центрах почти всех галактик существуют огромные черные дыры. Масса самых больших из них превышает массу Солнца в 40 млрд раз. Эти черные дыры, как считается, росли в течение миллиардов лет, чтобы стать такими огромными. В то же время с помощью космического телескопа Уэбб астрономы обнаружили в ранней Вселенной черные дыры, масса которых в миллиарды раз превышает массу Солнца. И они существовали уже через 500 млн лет после Большого взрыва. Астрономы не понимают, каким образом эти черные дыры могли вырасти до огромных размеров быстрее, чем должны, согласно моделям. Авторы нового исследования, опубликованного на сервере препринтов arXiv, считают, что у них есть этому объяснение, пишет ScienceAlert.

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

Астрономы считают, что сверхмассивные черные дыры достигли огромных размеров в течение миллиардов лет из-за слияния галактик. Галактики сталкивались, объединялись и таким образом сливались и черные дыры, чтобы стать такими, какими мы видим их сегодня.

Поэтому в ранней Вселенной, через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва должны существовать только относительно небольшие черные дыры. Их масса не должна превышать массу Солнца примерно в миллион раз. Но астрономы ранее обнаружили, что в далеком прошлом уже существовали черные дыры с массой, превышающей массу Солнца в миллиард раз. И они существовали уже через 500 млн лет после Большого взрыва.

Их существование невозможно объяснить слияниями галактик и с помощью других традиционных объяснений. Даже несмотря на то, что в ранней Вселенной было много материи для роста черных дыр, они не могли расти очень быстро.

Причина кроется в так называемом пределе Эддингтона. Когда вещество притягивается к черной дыре, оно превращается в сверхгорячую плазму высокого давления. Она отталкивает более удаленное вещество от черной дыры, замедляя темп ее роста. Предел Эддингтона — это максимальная скорость роста черной дыры. Эта скорость недостаточна для объяснения всех гигантских черных дыр, обнаруженных в ранней Вселенной.

По словам ученых, возможно, через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва предел Эддингтона не действовал. Авторы исследования создали сложные модели для изучения образования черных дыр в ранней Вселенной, когда начали формироваться первые галактики. Это значит, что в тот же период начали формироваться и сверхмассивные черные дыры.

Основываясь на своих моделях, астрономы обнаружили существование сверхпредела Эддингтона. Существуют области, достаточно плотные, чтобы сверхгорячая плазма вблизи черной дыры не могла их очистить. Это позволяло ранним черным дырам расти быстрее, чем это возможно сегодня, но лишь до примерно 10 000 масс Солнца. Согласно моделям, после этого скорость роста черных дыр снова замедлялась. Это значит, что сверхпредел Эддингтона не может объяснить рост черных дыр, которые достигли массы в миллиарды масс Солнца, наблюдаемые в ранней Вселенной.

Поскольку слияния галактик также не могут объяснить эти черные дыры, астрономы пришли к другому решению загадки. Они предполагают, что ранние черные дыры уже имели огромную массу и возникли вскоре после Большого взрыва в период космической инфляции, когда Вселенная начала стремительно расширяться. Таким образом за несколько сотен миллионов лет черные дыры могли стать гигантскими.

Как уже писал Фокус, астрономы обнаружили самый мощный выброс энергии среди всех известных,связанный с черной дырой. Этот выброс возник на расстоянии 10 млрд световых лет от нас, когда черная дыра поглотила массивную звезду.

Также Фокус писал о том, что в Млечном Пути загадочная сила перемещает звезды и это не могут объяснить. Наблюдение за движением звезд в нашей галактике позволило астрономам обнаружить гигантскую волну, которая простирается на десятки тысяч световых лет.