Астрономия

После Большого взрыва сверхмассивные черные дыры могли формироваться без звезд

M. Kornmesser/ESO/Wikimedia Commons/Indicator.Ru

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.