Космічний телескоп James Webb відкрив унікальну чорну діру, що ставить під сумнів класичні моделі космології

Нове дослідження, опубліковане на arX­iv, описує чорну діру настільки масивну й давню, що вона ставить під сумнів усталені моделі формування космічних гігантів. Команда Боюаня Лю з Кембридзького університету за допомогою телескопа James Webb зафіксувала об’єкт у галактиці Abell 2744-QSO1, маса якого становить близько 50 мільйонів сонячних мас. Особливість у тому, що чорна діра існує в регіоні майже без зірок, що може свідчити про її походження ще з моментів народження Всесвіту.

Галактика Abell 2744-QSO1, яку спостерігають у вигляді 13 мільярдів років тому, демонструє аномалію: масивна чорна діра без навколишнього зоряного населення. Це суперечить традиційним моделям, де спершу формуються зірки, а вже потім вони колапсують у чорні діри або живлять їх протягом космічного часу. «Це загадка, адже класична теорія каже, що спершу утворюються зірки», — зазначає Лю.

Одним із пояснень може бути гіпотеза про первинні чорні діри, яку свого часу висунув Стівен Гокінг. Такі об’єкти могли виникнути безпосередньо з щільнісних флуктуацій у перші миті після Великого вибуху, оминаючи звичний зоряний цикл. Нові спостереження, які не вкладаються у стандартні моделі, знову актуалізують цю ідею.

У дослідженні використано симуляції, що показують можливість існування масивних чорних дір у середовищах із низькою щільністю зірок одразу після Великого вибуху. Хоча традиційні моделі передбачають менші маси, нові розрахунки допускають швидке зростання через злиття у щільно населеному ранньому Всесвіті. «Ми маємо об’єкт у 50 разів масивніший, ніж очікувалося», — пояснює Лю, додаючи, що кластеризація могла сприяти швидкому нарощуванню маси.

Відкриття має серйозні наслідки для космології. Якщо чорні діри можуть формуватися незалежно від зірок, це змінює уявлення про еволюцію перших структур у Всесвіті. Подальші спостереження за допомогою JWST та майбутніх телескопів мають підтвердити, чи Abell 2744-QSO1 справді містить первинну чорну діру, чи йдеться про інший екзотичний процес.