Ученые предложили новое объяснение тому, как сверхмассивные черные дыры смогли сформироваться в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва. Согласно моделированию, причиной стал период экстремально быстрого поглощения вещества.
Астрономы предложили решение загадки, обнаруженной телескопом Джеймса Уэбба. Наблюдения показали существование сверхмассивных черных дыр в эпоху, когда Вселенной было менее миллиарда лет, что противоречит предыдущим моделям их роста. Результаты работы ученых были опубликованы в научном журнале Nature Astronomy.
Группа исследователей под руководством Даксала Мехты из Университета Мейнута провела компьютерное моделирование. Оно показало, что в ранней Вселенной небольшие черные дыры могли переживать фазы экстремально быстрого поглощения материи. Это явление называют сверхэддингтоновской аккрецией.
В условиях высокой плотности газа первое поколение черных дыр могло набирать массу в десятки тысяч раз превышающую солнечную за короткий по космическим меркам срок. Хотя этого недостаточно, чтобы сразу стать сверхмассивными, такой рост дает значительную фору для последующих слияний.
Как пояснил соавтор исследования Джон Риган, проблема напоминала наблюдение за шестифутовым младенцем рядом с такими же высокими подростками — существующие теории не могли объяснить столь быстрый рост. Новые симуляции демонстрируют, что даже черные дыры звездной массы могли интенсивно расти в турбулентной среде ранних галактик.
Это открытие ставит под вопрос необходимость существования изначально тяжелых «зародышей» черных дыр. Моделирование указывает, что обычные черные дыры, образовавшиеся после взрывов звезд, также могли достигать огромных масс.
Проверить эту теорию помогут будущие гравитационно-волновые обсерватории, такие как космическая антенна LISA, запуск которой запланирован на 2035 год. Они смогут зафиксировать слияния этих древних объектов.
