Центры галактик могли появиться без участия звезд

Исследователи использовали компьютерную модель, чтобы показать, что некоторые сверхмассивные черные дыры в очень ранней Вселенной могли образоваться, просто накапливая гигантское количество газа в одно гравитационно связанное облако. Статья ученых опубликована в The Astrophysical Journal Letters.

Около 13 миллиардов лет назад, когда наша Вселенная была еще «младенцем», в ней уже появились сверхмассивные черные дыры. Астрономы все еще могут украдкой взглянуть на эти реликвии ранней Вселенной , когда они смотрят на квазары — невероятно большие и очень яркие объекты, которые, как полагают ученые, являются сверхмассивными черными дырами.

Однако само существование этих древних объектов создает проблему. Многие квазары, по-видимому, возникли в первые 800 миллионов лет жизни Вселенной, задолго до того, как звезды смогли стать большими или достаточно старыми, чтобы рухнуть под их собственной массой, взорваться в сверхновой и сформировать черную дыру.

Согласно новой теории для образования квазаров нужно просто очень много газа. Исследователи обнаружили, что через несколько сотен миллионов лет такое достаточно большое облако может разрушиться под собственной массой и создать небольшую черную дыру. Причем для этого не требуется никакая сверхновая звезда. Эти теоретические объекты известны как черные дыры прямого коллапса (DCBHs). По словам Шантану Басу, ведущего автора нового исследования и астрофизика из Западного университета в Лондоне, одной из определяющих особенностей DCBHs является то, что они должны были сформироваться очень, очень быстро в течение очень короткого периода времени в ранней Вселенной.

По мере того, как новые звезды формируются в оживленной галактике, они выбрасывают постоянный поток излучения, который омывает соседнюю галактику, не позволяя газу там объединяться в отдельные звезды. В течение нескольких сотен миллионов лет это беззвездное газовое облако могло бы накопить так много материи, что оно просто рухнет под собственным весом, образуя черную дыру без образования звезды. Вскоре эта черная дыра может достичь сверхмассивного статуса, быстро поглощая материю из близлежащих туманностей, возможно, рождая гигантские квазары, которые мы можем видеть сегодня.