Астрофизики раскрыли тайну сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной
Астрофизики нашли объяснение одной из самых главных загадок, обнаруженных телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST), — существованию аномально массивных черных дыр в ранней Вселенной. Об этом 20 мая сообщил новостной портал Science X.
Ведущий автор работы Мухаммад Латиф с физического факультета Колледжа наук Университета Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ) отметил, что в современной локальной Вселенной отношение массы черной дыры к звездной массе галактики составляет от 0,1 до 0,5%. Однако данные JWST показали, что в первые 2 млрд лет существования космоса этот показатель достигал 10–30%. В некоторых случаях масса объектов даже превышала совокупный вес звезд в их галактиках.
Ученые назвали такие структуры «галактиками со сверхмассивными черными дырами» (OBG). Согласно новому исследованию, эти объекты возникли в результате прямого коллапса материи в первичных гало темной материи. В отличие от обычных черных дыр у таких гигантов не было звездных предшественников — они формировались сразу из газа.
Компьютерное моделирование показало, что черные дыры росли в два раза медленнее предела Эддингтона, что опровергает прежние теории о необходимости сверхбыстрого поглощения материи. Ключевым фактором аномального соотношения масс стало подавление звездообразования в родительских галактиках. Излучение черной дыры нагревало газ, не давая ему превращаться в звезды, а мощные взрывы первых светил (звезд населения III) выбрасывали металлы за пределы галактик, еще сильнее замедляя их рост.
Учитывая, что количество обнаруженных на данный момент OBG-объектов согласуется с предыдущими оценками плотности числа черных дыр прямого коллапса, наши симуляции предполагают, что OBG-объекты могут быть естественной фазой эволюции в большинстве галактик, содержащих черные дыры прямого коллапса, и подтверждают предположение о наличии массивных зародышей первых сверхмассивных черных дыр во Вселенной.
В качестве доказательства точности модели ученые привели данные по галактикам GHZ9 и UHZ1, зафиксированным телескопом JWST. Спектры этих объектов практически полностью совпали с результатами симуляции. Это подтверждает гипотезу о том, что массивные «семена» черных дыр, возникшие путем прямого коллапса, стали основой для крупнейших сверхмассивных черных дыр во Вселенной.
Журнал Science Daily 18 мая сообщил об обнаружении возможного следа темной материи в гравитационных волнах. Согласно публикации, при анализе ученые выявили аномалию, которая может указывать на взаимодействия массивных объектов с невидимой субстанцией.
