Учёные нашли условия рождения первых сверхмассивных чёрных дыр
Первые сверхмассивные чёрные дыры могли появиться уже через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. К такому выводу пришла международная группа астрономов, смоделировавшая раннюю эволюцию Вселенной. Результаты исследования опубликованы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Учёные изучили сценарий прямого коллапса, при котором чёрные дыры формировались не из остатков массивных звёзд, а из быстро сжимающихся облаков холодного газа. Такой механизм мог объяснить существование в ранних галактиках объектов, ставших зародышами чёрных дыр массой в миллиарды Солнц: при обычном звёздном происхождении им не хватило бы времени для столь быстрого роста.
Для поиска подходящих мест исследователи объединили модели движения тёмной материи с расчётами формирования галактик и чёрных дыр. Наиболее благоприятными оказались плотные области, где сталкивались гало тёмной материи, а рядом концентрировались газ, пыль и молодые звёзды. Особенно важным был период около 13,64 млрд лет назад — примерно через 160 млн лет после Большого взрыва.
Возможность для такого формирования сохранялась недолго. Примерно 13,5–13,4 млрд лет назад первые звёзды населения III обогатили межгалактическое пространство тяжёлыми элементами, выброшенными при взрывах сверхновых. Из-за этого первозданный газ перестал соответствовать условиям, необходимым для прямого коллапса.
Проверить модель помогут дальнейшие наблюдения телескопа «Джеймс Уэбб». Астрономы рассчитывают выяснить, много ли активных ядер галактик связано с очень далёкими квазарами. Их большое число подтвердило бы, что первые сверхмассивные чёрные дыры возникали преимущественно в самых плотных участках молодой Вселенной.
