Астрономы раскрыли тайны черных дыр, которые были выявлены с помощью космического телескопа Уэбб и ранее казались невозможными.

Наблюдения, проведенные с помощью космического телескопа Уэбб, позволили астрономам выявить необычные сверхмассивные черные дыры. Согласно современным моделям эволюции Вселенной, такие огромные черные дыры не должны существовать в первые несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Авторы нового исследования, которое будет опубликовано в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, предлагают объяснение тому, как эти космические гиганты могли образоваться столь быстро в ранней Вселенной, сообщает Live Science.

В центрах практически всех галактик располагаются сверхмассивные черные дыры. Они настолько велики, что их масса может превышать массу Солнца от 100 тысяч до миллиардов раз. К удивлению астрономов, космический телескоп Уэбб зафиксировал существование таких гигантов на самом раннем этапе так называемого космического рассвета, всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Это означает, что эти огромные черные дыры уже существовали в то время, когда начали формироваться первые звезды и галактики.

Однако это создает значительную проблему, поскольку черные дыры могут образовываться лишь в результате гибели массивных звезд. То есть звезды сначала должны возникнуть, прожить свою жизнь, умереть и только потом оставить после себя черную дыру. Чтобы стать сверхмассивной черной дырой, необходимо слиться с другой черной дырой, а затем постоянно поглощать окружающую материю. Согласно существующей теории, на это требуется миллиард лет. Тем не менее, каким-то образом обнаруженные в ранней Вселенной сверхмассивные черные дыры возникли за относительно короткий по космическим меркам промежуток времени.

Авторы нового исследования предполагают, что эти черные дыры могли возникнуть как небольшие объекты в первые мгновения после Большого взрыва, а затем быстро увеличились в размерах. Новая гипотеза основывается на предположении физика Стивена Хокинга о том, что в первые секунды после Большого взрыва могло возникнуть огромное количество крошечных первичных черных дыр. Они не были созданы в результате смерти звезд, потому что их просто не существовало, а возникли непосредственно из материи, которая была сжата гравитацией до высокой плотности в хаосе первичной плазмы.

Хокинг считал, что эти черные дыры, которые могут быть столь же малы, как астероиды, медленно исчезают из-за так называемого излучения Хокинга, которое можно наблюдать и в наши дни. За десятилетия поиска ученые не обнаружили первичных черных дыр, и даже если они существуют, то составляют лишь малую долю всей материи во Вселенной.

Авторы исследования считают, что даже небольшая часть первичных черных дыр могла бы увеличиться до огромных размеров в течение 100 миллионов лет. Это могло произойти, поскольку эти черные дыры оказались в самых плотных скоплениях материи и притянули ее к себе в самом раннем этапе истории космоса. Таким образом, они стали сверхмассивными.

Астрономы предполагают, что, возможно, все гигантские черные дыры, включая ту, что находится в центре Млечного Пути, были созданы не в результате гибели звезд и последующего слияния. Они уже существовали параллельно с первыми звездами и галактиками, которые только начинали формироваться.

При этом большую часть своей массы огромные черные дыры накопили еще до того, как первый звездный свет озарил Вселенную. То есть, как предполагают ученые, когда появились первые звезды, рядом уже существовали гигантские космические черные монстры.

На данный момент это только гипотеза, и ученые стремятся включить такой вариант развития событий в модели эволюции первых звезд и галактик, чтобы выяснить, насколько верно их предположение. После этого исследователи хотят сопоставить эти модели с данными наблюдений за сверхмассивными черными дырами, чтобы выяснить, объясняет ли это загадку их происхождения.