Учените разкриха тайната на масивните черни дупки

Астрономите обясниха как черните дупки са могли да нараснат до гигантски размери в ранната Вселена.

Една от най-големите мистерии на съвременната астрономия отдавна остава без отговор: как черните дупки биха могли да станат свръхмасивни за толкова кратко космическо време? В края на краищата, само няколкостотин милиона години след Големия взрив, във Вселената са съществували черни дупки с маси милиони пъти по-големи от масата на Слънцето.

Сега международен екип от учени от университета Мейнут в Ирландия предложи убедително обяснение за това явление. Резултатите от изследването са публикувани в престижното списание Nature Astronomy.

Хаосът на ранната вселена се е превърнал в идеална „местност за размножаване“

Според водещия изследовател на проучването, докторантът Даксал Мехта, ключът се крие в условията, които са преобладавали в младата Вселена. По това време галактиките са били изключително плътни и наситени с газ, а процесите в тях са били хаотични и нестабилни.

Именно в тази среда първите черни дупки са изпаднали в неистова хранителна ярост, поглъщайки околната материя с невероятна скорост. Компютърни симулации показват, че черните дупки, образувани само няколкостотин милиона години след Големия взрив, са могли да нараснат до маси десетки хиляди пъти по-големи от масата на Слънцето.

Нарушаване на обичайните закони на растежа

Обикновено черните дупки не могат да „изяждат“ материята твърде бързо – мощното лъчение би отблъснало материята. В ранната Вселена обаче това правило изглежда временно е нарушено.

Учените наричат ​​този процес Надингтонова акреция —- когато черна дупка поглъща материята по-бързо, отколкото класическите модели биха позволили. Въпреки мощното излъчване, материята не отлетява, а продължава да пада навътре, увеличавайки драстично масата на черната дупка.

От „бебета“ до космически чудовища

Астрономите преди това смятаха, че черните дупки, образувани след експлозиите на първите звезди, са твърде малки, за да се превърнат в свръхмасивни обекти за толкова кратко време. Ново проучване показва, че това не е така.

Според Мехта, дори относително малки черни дупки биха могли да растат невероятно бързо, ако им се осигурят подходящи условия. Това откритие ефективно създава липсваща връзка между първите звезди и свръхмасивните черни дупки в центровете на галактиките.

Не само „трудни семена“

В науката съществува концепцията за „семена“ на черните дупки. Има два основни вида:

• леки семена — черни дупки с маса от няколко десетки до стотици слънчеви маси;
• тежките семена —- обекти, които първоначално имат маса до стотици хиляди слънца.

Дълго време се смяташе, че е необходимо „тежко семе“, за да се обясни появата на свръхмасивни черни дупки в ранната Вселена. Но нови симулации показват, че обикновените черни дупки със звездна маса също са способни на бърз растеж, без да са необходими екзотични и редки условия за образуване.

Нов поглед към ранната Вселена

Проучването променя и общото разбиране за ранната Вселена. Според д-р Джон Ригън, ранната Вселена е била много по-бурна и пълна с масивни черни дупки, отколкото учените са предполагали преди това.

Тези открития имат важни последици за бъдещите космически мисии. По-специално, космическата обсерватория LISA, която Европейската космическа агенция и НАСА планират да изстрелят през 2035 г., ще може да открива гравитационни вълни от сливания на такива „бебета“ черни дупки.

Какво означава това за науката?

Откритието на ирландските изследователи помага да се обяснят наблюденията на космическия телескоп „Джеймс Уеб“, който вече е засякъл свръхмасивни черни дупки в много младата Вселена. Сега става ясно, че появата им не изисква непременно редки сценарии —- хаосът, газът и времето са достатъчни, макар и много малко по космическите стандарти.

Това откритие не само разрешава дългогодишна мистерия в астрономията, но и отваря нови насоки за изучаване на произхода на най-мистериозните обекти във Вселената.