Розкрито секрет найперших чорних дір: вчені дізналися, як вони з'явилися

Вчені вже два десятиліття намагаються зрозуміти, як у ранньому Всесвіті протягом першого мільярда років після Великого вибуху з'явилися надмасивні чорні діри, які в мільярди разів важчі за Сонце. Нове дослідження показує, що у їхньому народженні замішана таємнича темна матерія. Саме вона створила потоки холодного газу, з яких з'явилися перші гігантські зірки, а після їх смерті і перші надмасивні чорні діри, повідомляє Independent.

"Щоб з'явилася надмасивна чорна діра масою 100 тисяч мас Сонця, потрібно, щоб померла величезна зірка з масою 100 тисяч мас Сонця. Протягом останніх 20 років вчені намагаються з'ясувати, що послужило основою для створення такої величезної зірки і, зрештою, величезної чорної діри", — каже Деніел Уелен, космолог з Портсмутського університету.

Нове комп'ютерне моделювання вчених показує, що поява перших гігантських чорних дір у Всесвіті не обійшлася без таємничої темної матерії.

"У нашому Всесвіті крім звичайної матерії, існує ще й приблизно 25% темної матерії, але ми поки що точно не знаємо, що це таке, але вона впливає на еволюцію галактик і скупчень галактик", — говорить Уелен.

Вчені вважають, що в ранньому Всесвіті темна матерія стискалася під дією своєї гравітації в довгі космічні нитки і затягувала в них і звичайну матерію. В результаті в космосі з'явилося павутиння з цих ниток, які перетиналися між собою в спеціальних точках перетинів. Зірки і галактики були створені всередині цих ниток, особливо їх багато з'явилося в точках перетинів ниток, де було дуже багато звичайної матерії.

"Ми називаємо ці точки космологічними гало і вважаємо, що саме тут утворилися найперші зірки", — каже Уелен.

Вчені вважають, що для того, щоб з'явилася величезна зірка в ранньому Всесвіті і потім надмасивна чорна діра, гало має зрости до величезних розмірів в особливих умовах: поблизу не повинно бути інших зірок, газ повинен залишатися холодним, щоб його потоки не могли тривалий час сформувати зірку, поки його об'єм не досягне величезного розміру, і в результаті виникне гігантська зірка.

Коли зірка померла, то вона перетворилася на надмасивну чорну діру, яка збільшувалася у розмірах завдяки величезному об'єму навколишнього газу, який вона поглинала. Склавши докупи всі необхідні компоненти в новій моделі, вчені з'ясували, що в результаті дії потоків холодного газу в гало сформувалися дві величезні зірки — одна з масою в 31 тисячу сонячних мас, а друга — 40 тисяч сонячних мас.

"Все дуже просто, потоки холодного газу сприяють появі надмасивних зірок, а ті, зі свого боку, після смерті створюють надмасивні чорні діри", — говорить Уелен.

Але вчені визнають, що це лише комп'ютерне моделювання і дуже хотілося б побачити підтвердження формування такої чорної діри в ранньому Всесвіті. І в цьому може допомогти космічний телескоп Вебба.

"Я думаю, що цей телескоп зможе спостерігати за появою чорних дір вже через 1 або 2 млн років після Великого вибуху", — каже Уелен.

Фокус вже писав про незвичайну поведінку чорної діри, яка не повністю поглинула близьку до неї зірку.

Що стосується інших астрономічних досліджень, то Фокус вже писав про те, що навколо "м'язових" мертвих зірок можуть бути планети і вчені з'ясували, як їх знайти.