Вчені розібралися із супершвидким ростом чорних дір у ранньому Всесвіті

Про це йдеться в статті, опублікованій в журналі Nature, передає Depo.ua.

"Ми шукали зовсім іншу річ - намагалися знайти сліди зореутворення в тих галактиках, де були знайдені ці чорні діри. Замість цього нам вдалося знайти відразу чотири інших об'єкти поруч з ними, зірки формувалися з шаленою швидкістю - кілька сотень сонячних мас на рік", - розповідає Роберто Декарлі з Інституту астрономії в Гейдельберзі (Німеччина).

Вважається, що в центрі більшості масивних галактик живуть надмасивні чорні діри, маса якої може складати від мільйона до мільярдів мас Сонця. Причини утворення цих об'єктів поки не зовсім ясні. Спочатку вчені вважали, що подібні об'єкти виникали таким же шляхом, як і їх нормальні "кузини": в результаті гравітаційного колапсу зірок і подальшого злиття декількох великих чорних дір.

Спостереження за першими галактиками Всесвіту змусили астрофізиків засумніватися в цьому - виявилося, що в них мешкають чорні діри з масою в десятки мільярдів Сонць. Подібні об'єкти, як показують розрахунки, просто не встигли б вирости до таких розмірів, якби вони народилися маленькими. Тому деякі вчені почали вважати, що надмасивні чорні діри народжуються по більш екзотичним сценаріями - в результаті колапсу гігантських хмар з "чистого" атомарного водню або завдяки згусткам темної матерії.

Декарлі і його колеги знайшли можливу відповідь на це питання, вивчаючи найбільш віддалені галактики, де були знайдені ці чорні діри, за допомогою радіотелескопу ALMA, побудованого на високогірному чилійському плато Чахнантор. Цей телескоп, як пояснюють автори статті, може стежити за рухами навіть найхолодніших хмар газів, з яких формуються зірки, що дозволяє використовувати його для прямої оцінки частоти формування зірок.

Ті галактики, які намагалися вивчати Декарлі і його колеги, сформувалися приблизно 13 мільярдів років тому, всього через кілька сотень мільйонів років після того, як стався Великий вибух. Гігантська відстань до них і яскраве світло квазарів помітно ускладнюють спроби провести перепис зірок в них і оцінити масу "зіркових будматеріалів", орієнтуючись на сліди вуглецю в їх спектрі.

З цієї причини астрономам не вдалося побачити народження зірки всередині 25 галактик, за якими вони спочатку спостерігали, але зате вони змогли простежити за цим процесом в сусідніх "зіркових мегаполісах", чорні діри в яких не були настільки активними.

Як виявилося, зірки в них формуються з неймовірно високою швидкістю - щороку в них народжується кілька світил, чия маса в кілька сотень разів вище, ніж у Сонця. Подібних темпів зореутворення і пов'язаного з ним припливу холодної матерії в галактики, як показують розрахунки авторів статті, повинно вистачити для того, щоб пояснити формування гігантських чорних дір масою в мільярди Сонць в перший мільярд років життя Всесвіту.

Нагадаємо, що Стівен Хокінг назвав чорні діри шляхом в альтернативний Всесвіт.