Полученные учеными Университета Джонса Хопкинса данные перевернули представления о том, как черные дыры формируют космос, опровергнув классическое мнение о том, что они образовались после появления первых звезд и галактик. Черные дыры могли резко ускорить рождение новых звезд в течение первых 50 миллионов лет существования Вселенной – мимолетного периода в ее 13,8 миллиардов лет. Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters.
«Мы знаем, что таинственные черные дыры существуют в центре галактик, близких к нашему Млечному Пути, но большой сюрприз заключается в том, что они присутствовали и в начале Вселенной и были почти как строительные блоки или семена для ранних галактик. Они действительно работали как гигантские усилители звездообразования, что полностью перевернуло наше представление о том, что было возможно раньше – настолько, что это может полностью изменить наше понимание того, как формируются галактики», – говорит ведущий автор работы Джозеф Силк.
По словам Силка, далекие галактики из самой ранней Вселенной, наблюдаемые с помощью телескопа Уэбба, выглядят гораздо ярче, чем предсказывали ученые, и обнаруживают необычно большое количество молодых звезд и сверхмассивных черных дыр.
Согласно общепринятому мнению, черные дыры образуются после коллапса сверхмассивных звезд, а галактики – после того, как первые звезды осветили темную раннюю Вселенную. Но анализ, проведенный командой, предполагает, что черные дыры и галактики сосуществовали и влияли на судьбу друг друга в течение первых 100 миллионов лет. Если бы вся история Вселенной была 12-месячным календарем, то эти годы были бы похожи на первые дни января.
«Мы утверждаем, что излияния черных дыр раздробили газовые облака, превратив их в звезды и значительно ускорив темпы звездообразования. В противном случае очень трудно понять, откуда взялись эти яркие галактики, ведь в ранней Вселенной они обычно меньше», – говорит Силк.
Черные дыры – это области в космосе, где гравитация настолько сильна, что ничто не может избежать ее притяжения, даже свет. Из-за этой силы они генерируют мощные магнитные поля, которые вызывают сильные бури, выбрасывают турбулентную плазму и в конечном итоге действуют как огромные ускорители частиц. Именно поэтому детекторы «Уэбба» заметили больше черных дыр и ярких галактик, чем предполагали ученые.
Мощнейшие ветра, исходящие от черных дыр, сминают близлежащие газовые облака и превращают их в звезды. Это и есть то недостающее звено, которое объясняет, почему первые галактики гораздо ярче, чем мы ожидали.
«Мы думали, что галактики формировались, когда гигантское газовое облако разрушалось. Большой сюрприз заключается в том, что в центре этого облака было семя – большая черная дыра, которая помогла быстро превратить внутреннюю часть облака в звезды со скоростью, намного большей, чем мы ожидали. Поэтому первые галактики невероятно яркие», – пояснили ученые.
Команда рассчитывает, что будущие наблюдения телескопа Уэбба с более точным подсчетом звезд и сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной помогут подтвердить расчеты. Команда надеется, что исследования помогут ученым собрать воедино больше ключей к разгадке эволюции Вселенной.
[Фото: Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins University]