Раскрыта давняя загадка ранних сверхмассивных черных дыр

Выяснилось, что еще до того, как Вселенной исполнился миллиард лет, уже каким-то образом образовались гигантские черные дыры, масса которых в миллиард раз превышает массу Солнца. Учитывая то, что ученым известно о формировании и росте черных дыр, чрезвычайно сложно объяснить присутствие и размер этих гигантов. Как они туда попали, так скоро после Большого Взрыва ? И как они стали такими чертовски большими?

Новое исследование опубликовано в журнале Nature.

Теперь суперкомпьютерное моделирование выявило происхождение, которое объясняет, как они образовались без необходимых экзотических условий: редкие резервуары турбулентного холодного газа, которые коллапсировали в звезды, более массивные, чем что-либо во Вселенной сегодня. Это были огромные семена», из которых выросли сверхмассивные черные дыры.

«Сегодня мы находим сверхмассивные черные дыры в центрах самых массивных галактик, масса которых может в миллионы или миллиарды раз превышать массу Солнца. космические маяки в ранней Вселенной, которые существовали менее чем через миллиард лет после Большого взрыва. Никто не понимал, как они образовались в столь ранние времена. Это открытие особенно волнует, потому что оно перевернуло 20-летние представления о происхождении первых сверхмассивных черных дыр во Вселенной», - сказал космолог Дэниел Уэлен из Портсмутского университета в Великобритании.

Есть две основные точки зрения на то, как образуются сверхмассивные черные дыры. Первая - восходящая модель. Одна массивная звезда умирает, обычно оставляя после себя черную дыру, масса которой примерно в 100 раз превышает массу Солнца. Со временем черная дыра поглощает кучу материала, становясь все больше и больше, пока не станет в миллионы или миллиарды раз больше массы Солнца. Это чрезвычайно трудно согласовать с квазарами в ранней Вселенной.

Другой вариант - если начать с очень крупной черной дыры, масса которой в 100 000 раз превышает массу Солнца. Звезды, которые коллапсировали, чтобы образовать эти черные дыры, прожили очень-очень короткую космическую жизнь, может быть, 250 000 лет, прежде чем схлопнуться в черную дыру.

На сегодняшний день нет известных звезд такой массы, астрономы не знают ни одного современного механизма формирования, который мог бы их произвести. Но моделирование показало, что в ранней Вселенной, когда условия сильно отличались от сегодняшних, теоретически такие звезды могли образоваться на стыках редких, но мощных потоков плотного, турбулентного, холодного газа.

Астрономы думали, что потребуются действительно экзотические условия, такие, как фон сильного ультрафиолетового излучения или сверхзвуковые потоки между газом и темной материей. И ни одно из этих экзотических условий не походило на среду, в которой были обнаружены эти ранние квазары Вселенной.

Под руководством астрофизика Мухаммада Латифа из Университета ОАЭ ученые провели моделирование потоков газа и обнаружили, что сверхмассивные черные дыры образуются на пересечениях этих потоков спонтанно, без необходимости в экзотических условиях.

«Следовательно, единственные первичные облака, которые могли сформировать квазар сразу после космического рассвета - когда сформировались первые звезды во Вселенной - также создали свои собственные массивные семена. Этот простой, красивый результат не только объясняет происхождение первых квазаров, но и их численность в ранние времена», - заявил Уэйлен.

«Первые сверхмассивные черные дыры были просто естественным следствием структурообразования в космологии холодной темной материи - детьми космической паутины», - сказали ученые.

Ранее редакция нашего портала сообщала, что комета вдвое больше Эвереста пролетит мимо Земли в следующем месяце. Массивная комета, вдвое превышающая размер горы Эверест, летит внутрь Солнечной системы, направляясь мимо Земли, и будет видна в небе.

Также ученые рассказали, врежется ли в Землю самый опасный астероид. Европейское космическое агентство ранее назвало астероид 2021 QM1 «самым опасным астероидом, который известен человечеству».

Кроме того, Курсор писал, что ученые выяснили, как появилась космическая пыль во Вселенной. Американские ученые в ходе нового исследования выяснили, что космическая пыль в ранней Вселенной появилась в результате взрывов сверхновых звезд.

Еще напомним, что исследователи обнаружили новую многопланетную систему. Исследователи из Массачусетского технологического института и других институтов недавно обнаружили мультипланетную систему всего в 33 световых годах от Земли, что делает ее одной из ближайших мультипланетных систем, которые когда-либо были обнаружены.