Астрономи довели, що чорні діри можуть поглинати матерію швидше, ніж вважалося

Чорні діри виявилися здатними до стрімкого зростання у перші сотні мільйонів років після Великого вибуху — про це заявили дослідники з Ірландського університету Мейнута, які провели високоточні комп’ютерні симуляції еволюції раннього Всесвіту. Вони встановили, що саме хаотичні умови в молодих галактиках сприяли утворенню надмасивних чорних дір із початкових компактних об’єктів.

Команда під керівництвом аспіранта Даксала Мехти з кафедри фізики Maynooth Uni­ver­si­ty виявила, що перше покоління чорних дір — народжене лише через кількасот мільйонів років після Великого вибуху — могло зростати у десятки тисяч разів відносно маси Сонця завдяки надшвидкому поглинанню матерії. Це явище називається «супер-еддінгтоновим акреційним режимом», коли чорна діра поглинає речовину швидше, ніж вважалося можливим.

Раніше вважалося, що для формування надмасивних чорних дір були потрібні так звані «важкі» зародки — чорні діри, що вже на момент утворення мали масу до 100 тисяч сонячних. Але результати дослідження MU свідчать, що навіть «легкі» зародки — у кілька десятків або сотень мас Сонця — можуть виростати до гігантських масштабів, якщо потрапляють у надщільні газові середовища молодих галактик.

Це відкриття пояснює феномен, зафіксований телескопом Джеймса Вебба: присутність надмасивних чорних дір у дуже віддалених (а отже, молодих) галактиках. За словами доктора Льюїса Проула, такого швидкого зростання «звичайних» чорних дір раніше не очікували, і це змінює уявлення про формування структур у ранньому Всесвіті.

Отримані результати мають значення і для майбутньої місії LISA — спільного проєкту Європейського космічного агентства та NASA, запуск якого запланований на 2035 рік. Очікується, що нові детектори гравітаційних хвиль зможуть зафіксувати злиття саме таких молодих і швидкозростаючих чорних дір, про які говорить дослідження.