Спочатку з'явилися надмасивні чорні діри чи галактики: вчені знайшли відповідь на це питання

Учені провели спостереження за кількома квазарами, які живлять надмасивні чорні діри в ранньому Всесвіті, що існували менш, ніж через мільярд років після Великого вибуху. Також астрономи спостерігали за світлом навколишніх стародавніх зірок. Отримані результати дають відповідь на давню загадку: що з'явилося першим — надмасивна чорна діра чи галактика? Результати дослідження були опубліковані у виданні Astrophysical Journal, пише Space.

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

Чорні діри таять у собі ще дуже багато загадок, які намагаються вирішити астрономи. Одна з них полягає в тому, як могли виникнути надмасивні чорні діри, що існують у центрах галактик, які вже активно поглинали матерію і набирали масу менш, ніж через 1 млрд років після Великого вибуху. Річ у тім, що таким гігантам, маса яких у мільйони і навіть у мільярди разів більша за Сонце, потрібні мільярди років злиттів чорних дір меншого розміру, як припускають астрофізики. Тобто таких чорних дір не повинно існувати і все ж вони є.

Теорія "важкого зародка"

Існує теорія під назвою теорія "важкого зародка", яка припускає, що на найранішому етапі існування Всесвіту в центрі майбутньої галактики зі щільної та важкої хмари газу й пилу під впливом гравітації могла виникнути сама по собі масивна чорна діра. Дуже швидко за космічними мірками вона почала набирати масу і стала ще більшою.

За допомогою космічного телескопа Вебб астрофізики провели спостереження за світлом зірок у шести стародавніх галактиках, що існували більше, ніж 13 млрд років тому, і світлом квазарів, які розташовані в їхніх центрах. Учені вважають, що вони знайшли докази того, що надмасивні чорні діри в ранньому Всесвіті справді виникли з "важких зародків" чорних дір.

Квазари

Надмасивні чорні діри активно живляться навколишньою матерією і створюють навколо себе акреційні диски з цієї матерії. Через сильні приливні сили чорної діри ці диски починають випромінювати світло. Іноді це світло настільки яскраве, що цей об'єкт стає квазаром. Квазари є одними з найяскравіших об'єктів у космосі, до того ж деякі з них настільки яскраві, що затьмарюють сукупне світло кожної зірки в галактиках, що їх оточують.

Але ці об'єкти також оточені зірками, які порівняно з ними більш тьмяні. Тому відокремити світло зірок від світла квазарів не так і просто. Але за допомогою телескопа Вебб астрофізикам це вдалося.

Отримані вимірювання світлового випромінювання шести квазарів і навколишніх зірок вчені використовували для створення комп'ютерного моделювання. У результаті астрофізики змогли визначити масу стародавніх квазарів і навколишніх зірок. Виявилося, що надмасивні чорні діри мають маси, еквівалентні приблизно 10% маси зірок у галактиках. Але в сучасних галактиках центральні надмасивні чорні діри мають масу, еквівалентну всього лише 0,1% маси зірок.

Хто був першим: надмасивні чорні діри чи галактики?

Спостережувані чорні діри в ранньому Всесвіті мають масу, яка в мільярди разів більша за масу Сонця. Астрофізики вважають, що ці чорні діри могли набрати свою масу раніше, ніж це зробили їхні рідні галактики, а самі первинні зародки чорних дір мали величезну масу. Таким чином науковці вважають, що спочатку все ж таки виникли надмасивні чорні діри, а лише потім навколо них сформувалися перші галактики.

Учені вважають, що після того, як виник Всесвіт, з'явилися чорні діри-зародки, які потім поглинули матерію і виросли за дуже короткий час. Але поки не зрозуміло, який саме механізм стояв за цим процесом, що дозволив чорній дірі набрати масу швидше, ніж це зробила її рідна галактика.

Фокус уже писав про те, що існують теорії, які припускають, що інопланетне життя може ховатися в кільцях Юпітера і Сатурна. Кільця навколо планет-гігантів являють собою скупчення водяних крижаних частинок, але чи може в них існувати життя? Як мінімум два компоненти для цього є.