Scienty

Фото: img.freepik.com

Астрономов постигла загадка, ставящая под сомнение современные теории о возникновении Вселенной. Данные, полученные с космического телескопа «Джеймс Уэбб», выявили в ранней Вселенной сверхмассивную черную дыру, что идет вразрез с устоявшимися космологическими представлениями. Обнаруженный объект находится в галактике Abell 2744-QSO1, сформировавшейся всего через 700 миллионов лет после Большого взрыва. Удивительным оказалось не только то, что черная дыра образовалась на столь раннем этапе, но и ее огромная масса, оцениваемая примерно в 50 миллионов солнечных, при этом она окружена относительно небольшим количеством звезд.

Новое открытие оспаривает общепринятую теорию, утверждающую, что звезды и галактики формируются первыми, а уже потом, в процессе гибели массивных звезд, появляются черные дыры, которые постепенно увеличиваются в размерах, аккрецируя материю. В случае с квазаром QSO1 черная дыра имеет колоссальные размеры, в то время как галактика, в которой она находится, обладает небольшой звездной массой. Эта заметная несовместимость побудила исследователей к поиску других объяснений.

Международная команда ученых под руководством Боюаня Лю из Кембриджского университета изучила гипотезу, ранее высказанную Стивеном Хокингом и Бернардом Карром в 1970-х годах. Эта гипотеза предполагает возможность существования первичных черных дыр, возникших не в результате коллапса звезд, а непосредственно из резких колебаний плотности вещества в ранние этапы формирования Вселенной. Несмотря на то, что большинство таких объектов, если они и образовались, предположительно были очень малыми, исследователи проверили, способна ли небольшая их доля пережить процесс и значительно увеличиться в размерах.

Специалисты разработали детализированные компьютерные модели, которые имитируют поведение газовой среды вокруг массивного зародыша первичной черной дыры, дальнейшее образование звезд в её окрестностях и поступление вещества к черной дыре из областей, образовавшихся при взрывах этих звезд. Более точные вычисления выявили поразительное соответствие с фактическими данными, полученными телескопом «Джеймс Уэбб»: имитированы как окончательная масса черной дыры, так и малое количество звезд, а также химический состав галактики QSO1.

Авторы отмечают, что данное исследование не подтверждает первичное происхождение обнаруженной черной дыры, однако указывает на то, что такая версия согласуется с имеющимися данными, в отличие от общепринятых теорий, которые испытывают значительные затруднения при объяснении этого явления. Для проверки выдвинутой гипотезы требуется проведение дополнительных наблюдений за подобными объектами с использованием телескопа JWST. При этом остаются вопросы, требующие решения, в частности, о механизмах, посредством которых первичные черные дыры могли набрать столь большую массу в короткие сроки, и об условиях, необходимых для их формирования.

Исследование доступно в препринте на сервере .