Втеча зі злиття чорних дір може пояснити, як у молодому Всесвіті з’явилися перші надмасивні чорні діри. Нове моделювання показує, що ранні надщільні зоряні скупчення могли стати колискою для таких гігантів і навіть проливає світло на дивні «маленькі червоні крапки», помічені космічним телескопом Джеймса Вебба (JWST).
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Майже в кожному з ядер 2 трлн галактик Всесвіту прихована масивна чорна діра, що колись виросла до мільйонів або мільярдів сонячних мас менш ніж за мільярд років після Великого вибуху. Як вони змогли стати настільки великими – залишалося загадкою. Особливо після 2022 року, коли JWST виявив червонуваті крапки на далеких рубежах космосу: компактні джерела випромінювання, які, ймовірно, є молодими чорними дірами, що активно ростуть. Проте вони виникли надто рано, коли Всесвіту було лише близько 600 млн років.
Команда на чолі з Фредом Гарсією з Колумбійського університету пропонує новий сценарій: гігантські чорні діри могли народитися всередині зоряних «роїв». Їхня симуляція охопила перші 700 млн років космічної історії та показала, як у щільних карликових галактиках хвилі зіркоутворення вибухали двома етапами. Зірки формувалися групами, стискаючись у щільні скупчення, які згодом падали до центру галактики, зливаючись у величезне ядерне зоряне скупчення – потенційне ядро майбутньої чорної діри.
Для точності команда використала суперкомп’ютер Zaratan Університету Меріленда. Моделювання показало, що деякі газові хмари перетворювали до 80% свого вмісту на зірки: удесятеро ефективніше, ніж у сучасних галактиках. Зрештою, у серці скупчення вибухи наднових залишали після себе чорні діри, які притягувалися одна до одної і починали зливатися. Так утворювався «темний осередок», де ланцюгова реакція злиття породжувала насіння надмасивної чорної діри.
Астрофізики вважають, що це може бути відсутньою ланкою між першими зорями та чорними дірами гігантських масштабів. За словами теоретикині Пріямвади Натараджан з Єльського університету, ці щільні ядерні скупчення могли діяти як «інкубатори» чорних дір, сприяючи їх швидкому росту. Нові спостереження JWST уже виявили зоряні скупчення, які могли бути такими зародками, а майбутні місії, зокрема космічний детектор гравітаційних хвиль LISA, можуть безпосередньо зафіксувати ці давні злиття.
Якщо це станеться, ми нарешті отримаємо відповідь на запитання, яке хвилює астрономів десятиліттями: чи почалася історія найтемніших гігантів Всесвіту зі світла перших зірок?
Читайте також:
- Вчені пояснили злиття двох масивних чорних дір, яке вважалося «неможливим»
- Зафіксовано найпотужніший спалах чорної діри за всю історію спостережень