У ранньому Всесвіті було більше чорних дір, ніж передбачалося: у чому причина

Надмасивні чорні діри є одними з найдивовижніших об'єктів у Всесвіті. Їхня маса приблизно в 1 мільярд разів більша за масу Сонця, і тепер відомо, що вони існували в ранній історії космосу. Астрономи виявили надзвичайно яскраві квазари, які створюють чорні діри, в центрах галактик, коли Всесвіту було менше 1 мільярда років. Автори дослідження, опублікованого в The Astrophysical Journal Letters, використовували спостереження космічних телескопів, щоб показати, що в ранньому Всесвіті було набагато більше чорних дір, ніж передбачалося. Нові дані можуть допомогти зрозуміти, як були створені перші чорні діри і чому багато хто з них здаються більш масивними, ніж очікувалося, пише Phys.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Чорні діри ростуть за рахунок поглинання матерії, але є межа того, наскільки швидко вони можуть рости. Через це астрономи зіткнулися з проблемою: або надмасивні чорні діри в ранньому Всесвіті якимось чином зростали швидше, або ж вони спочатку з'явилися з дуже великою масою. Згідно зі стандартною космологічною моделлю Всесвіту масивні чорні діри не могли утворитися в значних кількостях у ранній історії космосу.

Чорні діри можуть утворитися внаслідок смерті масивних зірок. Такі чорні діри в принципі могли б швидко зростати, якби вони утворювалися в надзвичайно щільних зоряних скупченнях, де могло відбуватися злиття чорних дір. З іншого боку, чорні діри, теоретично, могли б утворитися за допомогою темної матерії спочатку масивними з газових хмар, у яких не виникли зірки, шляхом стиснення за допомогою гравітації. Але з цією гіпотезою є проблеми і таке пояснення працює, якщо чорних дір було дуже мало в ранньому Всесвіті.

Хоча чорні діри ростуть, поглинаючи навколишню матерію, цей процес відбувається не з постійною швидкістю, тому яскравість випромінювання, що виходить із матерії, яка поглинається, змінюється. Астрономи вивчили зміни яскравості деяких із найбільш ранніх галактик і використали це для проведення нового перепису кількості чорних дір у ранньому Всесвіті.

Виявляється, у звичайних ранніх галактиках міститься в кілька разів більше чорних дір, ніж передбачалося. Тобто чорних дір набагато більше, ніж могло бути створено шляхом прямого гравітаційного стиснення газових хмар.

З іншого боку, автори дослідження кажуть, що є й інший спосіб, який міг призвести до появи великої кількості масивних чорних дір. Можливо, в утворення перших зірок із газових хмар втрутилася темна матерія, що призвело до зміни структури цих зірок. Вони росли довше і ставали дуже масивними. Ці так звані темні зірки зрештою не змогли протистояти силі гравітації і стиснулися в масивні чорні діри.

Вчені вважають, що процеси, подібні до цього, повинні були мати місце в ранньому Всесвіті для того, щоб утворилася велика кількість масивних чорних дір.

Як уже писав Фокус, виявлено дивну галактику, яка може розкрити таємницю зниклих перших зірок Всесвіту. В унікальній галактиці міжзоряний газ випромінює більше світла, ніж зірки і це дуже дивно.

Також Фокус писав про те, що вчені дійшли висновку, що на Місяці знаходиться більше водяного льоду і далі від Південного полюса, ніж передбачалося. З цього льоду можна добувати воду, а потім кисень і водень. Таким чином можна створити необхідні умови для постійної присутності людини на Місяці.