Ірландські науковці заявили про розв’язання головної загадки сучасної астрономії

Нові космологічні моделювання показують: «первинні» чорні діри, які виникли в перші секунди після Великого вибуху, могли швидко збільшуватися до супермасивних розмірів — це потенційно розв’язує головну загадку сучасної астрономії: як супермасивні чорні діри вагою у мільйони або мільярди Сонць з’явилися менш ніж за мільярд років після народження Всесвіту.

Проблема стала особливо гострою після запуску телескопа James Webb (JWST), який фіксує все більше надмасивних чорних дір вже через 700 мільйонів років після Великого вибуху — це дуже рано для стандартних сценаріїв зростання. За класичними теоріями, таке «відгодовування» мало б займати більше мільярда років.

У симуляціях, проведених міжнародною командою під керівництвом Джона Ріґана (Maynooth University, Ірландія), модель «первинних» (примордіальних) чорних дір виявилася найбільш ефективною: ці об'єкти, які виникли безпосередньо з перенасичених ділянок матерії у перші секунди існування Всесвіту, не обмежені масою загиблих зірок і можуть мати значно більшу стартову вагу. Це дозволяє їм «випередити» звичайні астрофізичні чорні діри, яким потрібно чекати мільйони років до появи перших зірок і наднових.

Згідно з моделюванням, саме акреція водню та гелію з навколишньої матерії в перші сотні мільйонів років після Великого вибуху може швидко наростити масу таких чорних дір. Мерджі (злиття) відіграють меншу роль, акцент робиться саме на «поглинанні» матерії. Якщо таких первинних чорних дір було достатньо, вони могли пояснити появу перших надмасивних чорних дір у центрах молодих галактик.

Важливий нюанс: поки немає прямих спостережень первинних чорних дір — їх існування лише симульоване, а виявити їх можна було б або у вигляді особливо малих чорних дір сьогодні, або дуже масивних у перші 500 мільйонів років після Великого вибуху.

Результати дослідження опубліковано як препринт на arXiv. Автори планують вдосконалити моделі, додавши до них і астрофізичні чорні діри, щоб побачити, як обидва типи співіснують і впливають на формування структури Всесвіту.