Учените обясниха как са се образували първите гигантски черни дупки във Вселената

Астрофизикът Джонатан Тан от Университета на Вирджиния предложи нов теоретичен модел за образуването на свръхмасивни черни дупки, които се намират в центровете на повечето големи галактики и имат маси, вариращи от милиони до милиарди слънца. Изследването се намира на сървъра arXiv и скоро ще бъде публикувано в The Astrophysical Journal Letters.

Теорията, която Тан нарича „Pop III.1“, предполага, че всички свръхмасивни черни дупки се образуват като останки от първите звезди във Вселената, известни като звезди от „Population III.1“. Те са нараснали до гигантски размери под влиянието на енергия, освободена по време на унищожаването на тъмната материя. Моделът вече е обяснил редица наблюдения от космическия телескоп Джеймс Уеб, който открива такива черни дупки на големи разстояния и в най-ранната епоха на Вселената.

Според новото предсказание на Тан, предшествениците на тези черни дупки – свръхмасивни звезди – бързо са йонизирали водорода във Вселената, създавайки ярки проблясъци, които са се разпространили в пространството. Това би могло да се е случило много преди основната епоха на йонизация, причинена от обикновените галактики. Такава допълнителна ранна йонизация, според Тан, би могла да помогне за обяснението на няколко настоящи научни проблема, включително „напрежението на Хъбъл“, хипотезата за „динамичната тъмна енергия“ и доминирането на моделите с „отрицателна маса на неутрино“.

Компютърна симулация на йонизиран балон около свръхмасивна звезда от Pop III.1, предшественик на свръхмасивна черна дупка, образуваща се в ранната Вселена. Високоенергийни фотони от звездата йонизират околния водороден газ дълбоко в девствената междугалактическа среда, като в крайна сметка поглъщат регион с диаметър милиони светлинни години. Теорията за Pop III.1 предполага, че всички свръхмасивни черни дупки са се образували по този начин, което е довело до изблик на йонизация на цялото пространство и края на така наречените „тъмни векове“ на Вселената.

Ричард Елис, водещ наблюдателен космолог в Университетския колеж в Лондон, отбелязва „елегантността на модела, който описва двуетапен процес на раждане на звезди и ранна йонизация“. Той предполага, че първите звезди може да са се образували в кратък, но мощен взрив и след това да са изчезнали, така че Уеб сега регистрира „втора вълна“ на звездообразуване.

Тан подчертава, че тази връзка между първите звезди и ранния йонизационен взрив не е била планирана по време на първоначалното разработване на модела, но би могла да бъде ключова за разбирането на еволюцията на Вселената.

Спомнете си също, че детектори на гравитационни вълни засякоха най-големия сблъсък на черни дупки в историята на наблюденията. Става дума за гравитационно-вълновото събитие GW 231123, което буквално разрушава класическата теория за образуването на черни дупки.