Стародавня чорна діра кидає виклик нашому розумінню раннього Всесвіту: що виявили вчені

У центрі майже кожної галактики існує величезна чорна діра з масою в мільйони і навіть мільярди мас Сонця. Коли і як у ранньому Всесвіті утворилися ці величезні об'єкти, залишається загадкою. Згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Nature Astronomy, астрономи виявили давню надмасивну надмасивну чорну діру, яка являє собою серйозну проблему для астрофізиків, адже ця чорна діра існувала на дуже ранньому етапі історії Всесвіту. Хоча деякі вчені стверджують, що спостереження цих гігантських чорних дір спростовує теорію Великого вибуху, це поспішний висновок. Однак правильним є те, що існування дуже ранніх надмасивних надмасивних чорних дір вимагає від астрономів переосмислення уявлення про ранній Всесвіт, пише Big Think.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Надмасивні чорні діри

Більшість чорних дір з'являється, коли вмирають дуже масивні зірки, які стискаються під дією власної гравітації. Чорні діри зоряної маси зазвичай мають у 5-100 разів більшу масу, ніж Сонце. Але надмасивні чорні діри в центрах галактик набагато більші. Наприклад, чорна діра Стрілець А* у центрі Чумацького Шляху має масу, яка в 4,3 млн разів більша за масу Сонця. Але найважчою надмасивною чорною дірою наразі вважається TON 618. Її маса в 66 млрд разів більша за масу нашої рідної зірки.

Як утворилися ці гігантські чорні діри, залишається загадкою. Хоча одна з теорій говорить, що вони виникли внаслідок злиття чорних дір зоряної маси. Але важко уявити, щоб з моменту виникнення Всесвіту 13,8 млрд років тому минуло достатньо часу, щоб відбулася достатня кількість злиттів, які могли б пояснити спостережуваний розподіл надмасивних чорних дір. І ще важче уявити, що гігантські чорні діри могли утворитися на ранніх стадіях історії Всесвіту.

Величезна чорна діра з раннього Всесвіту

За допомогою космічних телескопів Вебб і Чандра астрономи виявили в центрі стародавньої галактики, яка вже існувала через кілька сотень мільйонів років після Великого вибуху, величезну чорну діру.

Астрономи здивувалися, коли з'ясували, що маса чорної діри приблизно така сама, як маса всіх зірок у цій галактиці. Для порівняння, маса надмасивної чорної діри в центрі Чумацького Шляху становить лише приблизно 0,1% маси всіх зірок галактики.

З огляду на те, що ця давня надмасивна надмасивна чорна діра утворилася так швидко після виникнення Всесвіту, вона не могла виникнути внаслідок злиття чорних дір зоряної маси. Значить існував інший механізм її появи.

Що говорить нова гіпотеза?

Учені створили моделювання, яке показало, що на ранніх етапах історії Всесвіту гігантські хмари газу могли стискатися одразу в дуже великі чорні діри. Маса таких дір могла бути більшою за масу Сонця приблизно в 100 тисяч разів. Астрофізики припускають, що ці чорні діри перетворилися на надмасивні чорні діри внаслідок злиття між собою і за рахунок поглинання газу з навколишнього космосу.

Поки що це єдина стародавня галактика в ранньому Всесвіті, в якій було виявлено надмасивну чорну діру, але вчені вважають, що зможуть виявити й інші подібні об'єкти. Результаті дослідження допоможуть астрофізикам краще зрозуміти, що саме відбувалося, коли Всесвіту було всього кілька сотень мільйонів років. Наприклад, досі немає точних відповідей на такі запитання:

• Що з'явилося раніше: надмасивні чорні діри чи галактики?
• Чи притягнула до себе галактики прилеглий позагалактичний газ, який створив умови, що дали змогу сформуватися надмасивним чорним дірам?
• Чи спочатку утворилися чорні діри, які втягнули в себе газ, з якого утворилися зірки і галактики?
• Як тепло, що виділяється газом, який проникає в ранні чорні діри, вплинуло на утворення зірок?
• І яку роль у цьому процесі відіграла темна матерія?

Як уже писав Фокус, посадка астронавтів NASA на Місяць може не відбутися вчасно через компанію Ілона Маска. NASA, можливо, доведеться почекати ще кілька років, перш ніж відбудеться перша за 50 років висадка людини на супутник Землі.