Раскрыт секрет самых первых черных дыр: ученые узнали, как они появились

Ученые уже два десятилетия пытаются понять, как в ранней Вселенной в течение первого миллиарда лет после Большого взрыва появились сверхмассивные черные дыры, которые в миллиарды раз тяжелее Солнца. Новое исследование показывает, что в их рождении замешана таинственная темная материя. Именно она создала потоки холодного газа из которых появились первые гигантские звезды, а после их смерти и первые сверхмассивные черные дыры, сообщает Independent.

"Чтобы появилась сверхмассивная черная дыра массой в 100 тысяч масс Солнца, нужно чтобы умерла огромная звезда с массой в 100 тысяч масс Солнца. В течение последних 20 лет ученые пытаются выяснить, что послужило основой для создания такой огромной звезды и в конечном итоге, огромной черной дыры", — говорит Дэниел Уэлен, космолог из Портсмутского университета.

Новое компьютерное моделирование ученых показывает, что появление первых гигантских черных дыр во Вселенной не обошлось без участия таинственной темной материи.

"В нашей Вселенной кроме обычной материи, существует еще и примерно 25% темной материи, но мы пока точно не знаем, что это такое, но она влияет на эволюцию галактик и скоплений галактик", — говорит Уэлен.

Ученые считают, что в самой ранней Вселенной темная материя сжималась под действием собственной гравитации в длинные космические нити и затягивала в них и обычную материю. В результате в космосе появилась паутина из этих нитей, которые пересекались между собой в особых точках пересечений. Звезды и галактики были созданы внутри этих нитей, а особенно их много появилось в точках пересечений нитей, где было очень много обычной материи.

"Мы называем эти точки космологическими гало и считаем, что именно здесь были созданы самые первые звезды", — говорит Уэлен.

Ученые считают, что для того, чтобы появилась огромная звезда в ранней Вселенной и потом сверхмассивная черная дыра, гало должно вырасти до огромных размеров при особых условиях: поблизости не должно быть других звезд, газ должен оставаться холодным, чтобы его потоки не могли длительное время сформировать звезду, пока его объем не достигнет огромного размера и в результате возникнет гигантская звезда.

Когда звезда умерла, то она превратилась в сверхмассивную черную дыру, которая увеличивалась в размерах благодаря огромному объему окружающего газа, который она поглощала. Составив воедино все нужные компоненты в новой модели, ученые выяснили, что в результате действия потоков холодного газа в гало сформировались две огромные звезды – одна с массой в 31 тысячу солнечных масс, а вторая — в 40 тысяч солнечных масс.

"Все очень просто, потоки холодного газа способствуют появлению сверхмассивных звезд, а те в свою очередь после смерти создают сверхмассивные черные дыры", — говорит Уэлен.

Но ученые признают, что это только компьютерное моделирование и очень бы хотелось увидеть подтверждение формирования такой черной дыры в ранней Вселенной. И в этом может помочь космический телескоп Уэбба.

"Я думаю, что этот телескоп сможет наблюдать за появлением черных дыр уже через 1 или 2 млн лет после Большого взрыва", — говорит Уэлен.

Фокус уже писал о необычном поведении черной дыры, которая не полностью поглотила близкую к ней звезду.

Что касается других астрономических исследований, то Фокус уже писал о том, что вокруг "плотоядных" мертвых звезд могут быть планеты и ученые выяснили, как их найти.