Быстрому появлению сверхмассивных чёрных дыр во Вселенной нашлось простое объяснение

Запуск в работу космического телескопа «Джеймс Уэбб» привёл к открытию множества сверхмассивных чёрных дыр в ранней Вселенной, чему не было объяснения — они просто не успевали вырасти до наблюдаемых масс. Это заставило заново осмыслить эволюцию этих объектов, варианты которой редко рассматривались в предыдущих гипотезах. Новая работа подвела основу под один из вариантов, обнаружив простое объяснение наблюдаемым процессам.

Пять причин полюбить HONOR X8c

Почему ИИ никак не сесть на безматричную диету

Обзор умных часов HUAWEI WATCH 5: часы юбилейные

Hollow Knight: Silksong — песнь страданий и радостей. Рецензия

Фитнес-браслет HUAWEI Band 10: настоящий металл

Пять причин полюбить HONOR Pad V9

Пять причин полюбить HONOR Magic7 Pro

HUAWEI FreeArc: вероятно, самые удобные TWS-наушники

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews

«Семена» сверхмассивных чёрных дыр могли возникнуть по трём сценариям: из коллапса газовых облаков первичной материи, в ходе прямого коллапса умерших звёзд и в плотных звёздных скоплениях, где частые слияния чёрных дыр были неизбежны — там было очень тесно. Ситуацию усугубило обнаружение «маленьких красных точек» — предположительно сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик, которые возникали примерно через 500 млн лет после Большого взрыва и пропадали один миллиард лет спустя.

Для проверки одной из гипотез ускоренного роста СЧД астрофизики из Колумбийского университета (Columbia University) создали симуляцию карликовой галактики, чтобы в максимальных деталях воспроизвести первые 700 млн лет её эволюции. После полугода обработки данных на суперкомпьютере Zaratan Университета Мэриленда (University of Maryland) с опорой на улучшенную модель эмуляции процессов звездообразования, учёные обнаружили истоки вероятного ускоренного роста чёрных дыр.

Моделирование показало, что в условиях плотных звёздных скоплений в ранней Вселенной эффективность преобразования газа в новые звёзды достигала 80 % вместо современных 2 %. Тем самым рождение звёзд в стародавние времена шло волнами и напоминало взрыв. В частности, их эмуляция показала две взрывные волны звёздообразования, часть звёзд после смерти становилась чёрными дырами звёздной массы. Затем эти чёрные дыры, как в водовороте, устремлялись к центру галактики, формируя что-то вроде скоплений чёрных дыр в условиях высочайшей плотности звёзд и вещества. Последующие множественные слияния вели к набору массы и, в итоге, к быстрому возникновению сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик.

Учёные показали, что никакой «новой физики» не требуется, чтобы объяснить, почему сверхмассивные чёрные дыры набирали массу быстрее предела, разрешённого известными законами физики. Всё дело в чрезвычайной плотности материи на заре Вселенной, которая и запустила всю цепочку эволюции СЧД. Сегодня эти множественные слияния не детектируются гравитационно-волновыми обсерваториями. В будущем лазерные интерферометры планируется развернуть в космосе, создав базу длиной в десятки или сотни тысяч километров. Это позволит подтвердить данное моделирование.

Источник