Вчені підтвердили появу надмасивних чорних дір без участі зірок

Надмасивні чорні діри утворюють активні серця великих галактик. За «класичною» схемою чорна діра завершує існування великої зірки. Коллапсувавши, вона починає поступово набирати масу, поглинаючи газ і зірки, зливаючись з іншими дірками. На те, щоб набрати мільйони і мільярди сонць, яких досягають багато надмасивних чорних дір, може піти чимало часу. А між тим деякі з них з'явилися дивно рано, менш ніж через мільярд років після Великого вибуху. Відомі такі об'єкти, що відносяться до 800 мільйонів і навіть 690 мільйонів років з початку Всесвіту, інформує Ukr.Media.

Важко зрозуміти, як вони могли утворитися і вирости за такий короткий термін, ця загадка залишається однією з найцікавіших у сучасній астрономії. Для вирішення парадоксу пропонуються різні гіпотези, включаючи колапс короткоживучих зірок молодого Всесвіту. Нову ідею висунули вчені з Університету Західного Онтаріо. Сценарій «прямого колапсу» вони описують в статті, опублікованій в журналі Astrophysical Journal Letters.

Професор Шантану Басу (Shantanu Basu) і Арпан Дас (Arpan Das) розглянули концепцію народження чорних дірок не з великих зірок, а безпосередньо з щільних скупчень матерії в центрах протогалактик. Розігріваючись і інтенсивно випромінюючи, такі скупчення блокують появу молодих зірок у все більш широкому просторі. «Вільного» щільного газу стає все більше, поки він не колапсує, залишивши діру масою в десятки і сотні тисяч мас Сонця — надалі їй залишається лише рости і набирати більше речовини. У новій роботі вчені підтвердили такий сценарій.

Як і в деяких інших об'єктів, зростання чорних дірок визначається межею Еддінгтона — відношенням спрямованого назовні тиску випромінювання і сили тяжіння, спрямованої всередину. Басу і Дас запропонували математичну модель цього процесу, показавши, що він дійсно міг розвиватися протягом не довгого часу. Однак незабаром випромінювання новонароджених зірок і інших дірок досягло критичної межі — і прямий колапс нових надмасивних дірок став неможливий.