Як чорні діри з перших секунд після Великого вибуху допомогли зростати гігантам космосу

Складні комп’ютерні симуляції, проведені міжнародною групою астрофізиків, показали, що первісні чорні діри, які могли з’явитися вже за секунди після Великого вибуху, здатні вирости до надмасивних розмірів набагато швидше, ніж передбачали традиційні моделі, пише Space. Це відкриття може пролити світло на одну з найбільших космологічних таємниць — як у ранньому Всесвіті сформувалися чорні діри, маса яких у мільярди разів перевищує масу Сонця.

Як формувалися надмасивні чорні діри?

Проблема набула особливої гостроти після запуску космічного телескопа Джеймса Вебба, який виявив надмасивні чорні діри у галактиках, що існували вже за 700 млн років після Великого вибуху. Однією з них є CEERS 1019 — чорна діра масою в 9 млн сонячних, яка сформувалася лише через 570 млн років після початку Всесвіту.

Підписуйтеся на наші соцмережі

Однак первісні чорні діри — гіпотетичні об’єкти, які могли виникнути безпосередньо з надщільних ділянок гарячої матерії в перші секунди після Великого вибуху — не мають обмежень по початковій масі, на відміну від астрофізичних чорних дір, які утворюються внаслідок смерті зірок. Згідно з новими моделями, деякі з них могли мати масу в сотні тисяч разів більшу за масу Сонця ще до утворення перших зірок — і це дає їм значну перевагу в гонці за масу.

У симуляціях, проведених командою Рігана, такі первісні чорні діри не потребували злиттів для росту, а могли швидко поглинати водень і гелій, які переважали в ранньому Всесвіті. Якщо їм вдавалось опинитися в центрі галактик, де матеріалу особливо багато, процес прискорювався.

Втім, ця теорія залишається гіпотетичною — первісні чорні діри досі не виявлені. 

Наступним кроком дослідники вважають створення ще точніших симуляцій, які включатимуть як первісні, так і астрофізичні чорні діри, щоб визначити їхню роль у формуванні перших галактик.