Сначала появились сверхмассивные черные дыры или галактики: ученые нашли ответ на этот вопрос

Ученые провели наблюдение за несколькими квазарами, которые питают сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной, существовавшие менее, чем через миллиард лет после Большого взрыва. Также астрономы наблюдали за светом окружающих древних звезд. Полученные результаты дают ответ на давнюю загадку: что появилось первым – сверхмассивная черная дыра или же галактика? Результаты исследования были опубликованы в издании Astrophysical Journal, пишет Space.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Черные дыры таят в себе еще очень много загадок, которые пытаются решить астрономы. Одна из них состоит в том, как могли возникнуть сверхмассивные черные дыры, существующие в центрах галактик, которые уже активно поглощали материю и набирали массу менее, чем через 1 млрд лет после Большого взрыва. Дело в том, что таким гигантам, масса которых в миллионы и даже в миллиарды раз больше Солнца, нужны миллиарды лет слияний черных дыр меньшего размера, как предполагают астрофизики. То есть таких черных дыр не должно существовать и все же они есть.

Теория "тяжелого зародыша"

Существует теория под названием теория "тяжелого зародыша", которая предполагает, что на самом раннем этапе существования Вселенной в центре будущей галактик из плотного и тяжелого облака газа и пыли под влиянием гравитации могла возникнуть сама по себе массивная черная дыра. Очень быстро по космическим меркам она начала набирать массу и стала еще больше.

С помощью космического телескопа Уэбб астрофизики провели наблюдение за светом звезд в шести древних галактиках, существовавших более, чем 13 млрд лет назад, и светом квазаров, которые находятся в их центрах. Ученые считают, что они нашли доказательства того, что сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной действительно возникли из "тяжелых зародышей" черных дыр.

Квазары

Сверхмассивные черные дыры активно питаются окружающей материей и создают вокруг себя аккреционные диски из этой материи. Из-за сильных приливных сил черной дыры данные диски начинают излучать свет. Иногда этот свет настолько яркий, что данный объект становится квазаром. Квазары являются одними из самых ярких объектов в космосе, причем некоторые из них настолько яркие, что затмевают совокупный свет каждой звезды в окружающих их галактиках.

Но эти объекты также окружены звездами, которые по сравнению с ними более тусклые. Поэтому отделить свет звезд от света квазаров не так и просто. Но с помощью телескопа Уэбб астрофизикам это удалось.

Полученные измерения светового излучения шести квазаров и окружающих звезд ученые использовали для создания компьютерного моделирования. В результате астрофизики смогли определить массу древних квазаров и окружающих звезд. Оказалось, что сверхмассивные черные дыры имеют массы, эквивалентные примерно 10% массы звезд в галактиках. Но в современных галактиках центральные сверхмассивные черные дыры имеют массу, эквивалентную всего лишь 0,1% массы звезд.

Кто был первым: сверхмассивные черные дыры или галактики?

Наблюдаемые черные дыры в ранней Вселенной имеют массу, которая в миллиарды раз больше массы Солнца. Астрофизики считают, что эти черные дыры могли набрать свою массу раньше, чем это сделали их родные галактики, а сами первичные зародыши черных дыр имели огромную массу. Таким образом ученые считают, что сначала все же возникли сверхмассивные черные дыры, а только затем вокруг них сформировались первые галактики.

Ученые считают, что после того, как возникла Вселенная, появились черные дыры-зародыши, которые затем поглотили материю и выросли за очень короткое время. Но пока не ясно, какой именно механизм стоял за этим процессом, который позволил черной дыре набрать массу быстрее, чем это сделала ее родная галактика.

Фокус уже писал о том, что существуют теории, которые предполагают, что инопланетная жизнь может скрываться в кольцах Юпитера и Сатурна. Кольца вокруг планет-гигантов представляют собой скопления водяных ледяных частиц, но может ли в них существовать жизнь? Как минимум два компонента для этого есть.