После Большого взрыва сверхмассивные черные дыры могли формироваться без звезд

Астрофизики из Университета Западного Онтарио показали, что сверхмассивные молодые черные дыры могли появиться независимо от звезд при условии очень быстрого формирования в течение очень короткого времени. Исследование было опубликовано на страницах Astrophysical Journal Letters.

«Наша теория свидетельствует, что черные дыры рождаются от прямых коллапсов материи, не в качестве продуктов звездной жизнедеятельности. Эти сверхмассивные черные дыры выросли за короткий период времени молодой Вселенной. Однако со временем излучение, генерируемое другими небесными телами, остановило их рост», — объяснил один из соавторов публикации Шантану Басу.

Чтобы получить черную дыру, вам нужна сверхновая весом более 20—40 солнечных масс, набирающая массу нейтронная звезда или просто много материи, сконцентрированной в одном месте. За последние 10 лет астрономы открыли множество черных дыр, превышающих массу Солнце в 10⁴—10⁵ раз, со значительным красноволновым сдвигом. Последний позволяет заключить, что эти дыры сформировались всего через 800 млн лет после Большого взрыва. Молодые и сверхтяжелые, они не могли быть продуктами первых двух сценариев, а значит, сформировались в результате прямого коллапса черной дыры, сценарий которого подразумевает начальные массы много больше, чем подразумевается сценариями звездного остатка.

Исследователи первыми нашли объяснение наблюдаемому распределению масс и яркостей такой черной дыры. Модель основана на очень простом предположении: сверхмассивная черная дыра из облака межзвездного газа образуется очень-очень быстро в течение очень-очень короткого времени.

Математическая модель рассчитала функцию массы сверхмассивных черных дыр, которые подвергаются экспоненциальному росту массы за короткий период. Рост массы может регулироваться пределом Эддингтона — максимальной светимостью небесного тела при условии равновесия гравитационных сил и давления излучения. У черных дыр, описанных в модели, в течение непродолжительного — около 150 млн лет — времени аккреция превышала этот предел. При этом большая часть вещества проваливалась под горизонт событий, не испуская излучение.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.