Секрет найстарішої чорної діри розкрито: як вона з'явилася, коли це було неможливо

Астрономи вважають, що за створення надмасивних чорних дір, які знаходяться в центрах галактик, відповідали первинні чорні діри, створені відразу після Великого вибуху. Дослідження, опубліковане на сервері препринтів arXiv, розв'язує одну з найбільших загадок сучасної космології: як надмасивні чорні діри могли вирости до розмірів, що в мільйони або мільярди разів перевищують масу Сонця, до того, як Всесвіт досяг віку 1 млрд років, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Неможливі чорні діри

Астрономи за допомогою космічного телескопа Вебб виявили багато надмасивних чорних дір, які існували через 700 млн років після Великого вибуху і навіть раніше. Це означає, що дуже масивні чорні діри з'явилися протягом перших кількох сотень мільйонів років після народження Всесвіту 13,8 млрд років тому.

Але поточні моделі формування надмасивних чорних дір, що включають швидке поглинання матерії і злиття чорних дір, показують, що для створення гігантських поглиначів матерії необхідно понад 1 млрд років.

Але астрономи виявили надмасивну чорну діру, що отримала назву CEERS 1019, з масою, що в 9 млн разів перевищує масу Сонця, і яка існувала вже через 570 млн років після Великого вибуху. Це найдавніша надмасивна чорна діра, відома вченим.

Первинні чорні діри

Чорні діри бувають зоряної маси (вони в 10-100 разів важчі за Сонце), які з'являються внаслідок вибуху наднової, коли вмирає масивна зірка. Але також існують надмасивні чорні діри (їхня маса щонайменше в мільйон разів перевищує масу Сонця) і вони знаходяться в центрах галактик. Вважається, що ці чорні діри утворюються внаслідок злиття чорних дір меншого розміру або ж завдяки дуже активному поглинанню матерії, а можливо, це результат обох процесів. Вчені давно припускають, що у Всесвіті існують і первинні чорні діри, яких ще ніхто ніколи не бачив.

Вважається, що вони були створені з надщільних грудок гарячої матерії в перші секунди після Великого вибуху. Автори дослідження припускають, що первинні чорні діри, які мають масу від 1/100 000 маси скріпки до 100 000 мас Сонця, могли допомогти швидко створити надмасивні чорні діри в ранньому Всесвіті. Це пов'язано з тим, що вони не мали обмежень за масою, як чорні діри зоряної маси, які залежать від маси зірки.

Як з'явилися надмасивні чорні діри?

Як показує моделювання, первинні чорні діри спочатку були більш масивними, ніж звичайні чорні діри, і легко могли переміститися в центри галактик. При цьому ці чорні діри росли за рахунок поглинання величезної кількості матерії, зокрема водню і гелію. Саме в центрах ранніх галактик перебувало багато водню і гелію, що давало змогу первинним чорним дірам швидко їх поглинати. Також учені вважають, що свою роль у формуванні надмасивних чорних дір також зіграло те, що первинних чорних дір збиралося багато в центрах галактик.

Таким чином, як вважають вчені, всього за кілька сотень мільйонів років, були створені надмасивні чорні діри.

Звісно, ці результати ґрунтуються на моделюванні, тому потрібно ще підтвердити цю теорію, але вона є багатообіцяючою.

Фокус уже писав про те, що чорна діра М87*, яка стала першою, яку вчені змогли безпосередньо сфотографувати, насправді має інші характеристики, ніж вважалося.

Як уже писав Фокус, астрономи виявили галактики, світло яких назавжди змінило Всесвітмільярди років тому.

Також Фокус писав про те, що понад 50 років тому астронавти привезли з Місяця скло і тільки зараз ученимвдалося розкрити його секрет.