В ранней Вселенной было больше черных дыр, чем предполагалось: в чем причина

Сверхмассивные черные дыры являются одними из самых удивительных объектов во Вселенной. Их масса примерно в 1 миллиард раз больше массы Солнца и теперь известно, что они существовали в самой ранней истории космоса. Астрономы обнаружили чрезвычайно яркие квазары, которые создают черные дыры, в центрах галактик, когда Вселенной было менее 1 миллиарда лет. Авторы исследования, опубликованного в The Astrophysical Journal Letters, использовали наблюдения космических телескопов, чтобы показать, что в ранней Вселенной было гораздо больше черных дыр, чем предполагалось. Новые данные могут помочь понять, как были созданы первые черные дыры и почему многие из них кажутся более массивными, чем ожидалось, пишет Phys.

Черные дыры растут за счет поглощения материи, но есть передел того, насколько быстро они могут расти. Из-за этого астрономы столкнулись с проблемой: или сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной каким-то образом росли быстрее, или же они изначально появились с очень большой массой. Согласно стандартной космологической модели Вселенной массивные черные дыры не могли образоваться в значительных количествах в ранней истории космоса.

Черные дыры могут образоваться в результате смерти массивных звезд. Такие черные дыры в принципе могли бы быстро расти, если бы они образовывались в чрезвычайно плотных звездных скоплениях, где могло происходить слияние черных дыр. С другой стороны, черные дыры, теоретически могли бы образоваться с помощью темной материи изначально массивными из газовых облаков, в которых не возникли звезды, путем сжатия с помощью гравитации. Но с этой гипотезой есть проблемы и такое объяснение работает, если черных дыр было очень мало в ранней Вселенной.

Хотя черные дыры растут, поглощая окружающую материю, этот процесс происходит не с постоянной скоростью, поэтому яркость излучения, которое выходит из поглощаемой материи меняется. Астрономы изучили изменения яркости некоторых из самых ранних галактик и использовали это для проведения новой переписи количества черных дыр в ранней Вселенной.

Оказывается, в обычных ранних галактиках находится в несколько раз больше черных дыр, чем предполагалось. То есть черных дыр намного больше, чем могло быть создано путем прямого гравитационного сжатия газовых облаков.

С другой стороны, авторы исследования говорят, что есть и другой способ который мог привести к появлению большого количества массивных черных дыр. Возможно, в образование первых звезд из газовых облаков вмешалась темная материя, что привело к изменению структуры этих звезд. Они росли дольше и становились очень массивными. Эти так называемые темные звезды в конечном итоге не смогли противостоять силе гравитации и сжались в массивные черные дыры.

Ученые считают, что процессы, подобные этому, должны были иметь место в ранней Вселенной для того, чтобы образовалось большое количество массивных черных дыр.