Ученые раскрыли тайну быстрого роста сверхмассивных черных дыр
Ученые из Ирландского университета Мейнута предложили решение одной из величайших загадок астрономии — как черные дыры в ранней Вселенной смогли стать сверхмассивными так быстро. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Astronomy, указывают на ключевую роль хаотических условий, царивших в молодых галактиках спустя всего несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва.
Согласно исследованию, первые черные дыры, относительно небольшие по массе, пережили период неистового "обжорства", стремительно поглощая окружающее вещество. Это стало возможным благодаря явлению, известному как "сверхэддингтоновская аккреция", когда черная дыра поглощает материю с такой огромной скоростью, что, вопреки ожиданиям, не отталкивает ее излучением. Используя современные компьютерные симуляции, команда показала, что изначально небольшие черные дыры, массой всего в десятки или сотни раз превышающей солнечную, могли невероятно быстро увеличиваться до десятков тысяч масс Солнца в плотной, богатой газом среде ранних галактик.
Это открытие меняет существовавшие представления. Ранее астрономы полагали, что для объяснения сверхмассивных черных дыр, которые позже наблюдались в центрах галактик, необходимы так называемые "тяжелые семена" — черные дыры, уже рождающиеся необычайно массивными. Новое исследование демонстрирует, что и обычные "легкие семена", возникающие при коллапсе первых звезд, могли достигать колоссальных размеров в подходящих условиях ранней Вселенной. Как отметил руководитель исследовательской группы доктор Джон Риган, симуляции показывают, что "рядовые" черные дыры звездной массы могли расти в ранней Вселенной с экстремальной скоростью.
Полученные результаты также имеют значение для будущих космических миссий, в частности, для запланированного на 2035 год проекта LISA (Laser Interferometer Space Antenna), совместной миссии Европейского космического агентства и NASA. Ученые ожидают, что эта обсерватория гравитационных волн сможет обнаружить слияния тех самых быстрорастущих "детских" черных дыр из эпохи рассвета Вселенной.