Астрономы обнаружили массивную чёрную дыру, относящуюся к ранней Вселенной, которая, возможно, является одной из первых структур, образовавшихся после Большого Взрыва, а не результатом коллапса гигантской звезды. Это открытие бросает вызов общепринятым теориям формирования чёрных дыр и предполагает существование первичных чёрных дыр – гипотетического типа, предложенного десятилетия назад.
Аномалия в Ранней Галактике Abell 2744-QSO1
Чёрная дыра была идентифицирована в галактике Abell 2744-QSO1, наблюдаемой 13 миллиардов лет назад с помощью космического телескопа James Webb (JWST). Что делает эту чёрную дыру необычной, так это её размер – примерно в 50 миллионов раз больше массы нашего Солнца – в сочетании с почти полным отсутствием звёзд в её галактике-хозяине. Стандартные модели предсказывают, что галактики и чёрные дыры формируются вместе или что чёрные дыры возникают из смерти массивных звёзд. Эта галактика нарушает эту закономерность.
Первичные Чёрные Дыры: Теоретическое Возрождение
Команда, стоящая за этим открытием, провела моделирование, показывающее, что эта чёрная дыра могла возникнуть как первичная чёрная дыра, впервые предложенная Стивеном Хокингом и Бернардом Карром в 1974 году. Эти объекты не формировались бы из звёзд, а вместо этого сливались из колебаний плотности в младенческой Вселенной. Ключевое отличие заключается в том, что первичные чёрные дыры, как считается, растут непосредственно из неравномерного распределения материи сразу после Большого Взрыва, а не из коллапса звёзд.
Моделирование Подтверждает Первичное Происхождение
Первоначальные расчеты соответствовали наблюдениям, но не хватало деталей. Последующее, более тщательное моделирование учитывало потоки газа, звездообразование и взаимодействия между первичными чёрными дырами. Результаты тесно соответствовали наблюдаемой массе чёрной дыры, наличию более тяжелых элементов и другим характеристикам Abell 2744-QSO1. Это говорит о том, что первичные чёрные дыры могут быть жизнеспособным объяснением для этой ранней космической структуры.
Оставшиеся Вопросы и Проблемы
Однако некоторые аспекты остаются неясными. Стандартные модели первичных чёрных дыр часто производят чёрные дыры массой около 1 миллиона солнечных масс; QSO1 в пять раз больше. Другая проблема – отсутствие поблизости источников высокоэнергетического излучения, необходимых для запуска формирования первичных чёрных дыр. Несмотря на эти проблемы, ученые полагают, что эти чёрные дыры могли быстро слиться, чтобы стать чрезвычайно массивными.
«С этими новыми наблюдениями, которые обычные [теории формирования чёрных дыр] не могут воспроизвести, возможность существования массивных первичных чёрных дыр в ранней Вселенной становится более допустимой», — говорит Боюань Лю из Кембриджского университета.
Это открытие не доказывает существование первичных чёрных дыр, но предоставляет убедительные доказательства того, что они являются серьезной возможностью. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы подтвердить, является ли эта чёрная дыра истинным эхом Большого Взрыва или редкой аномалией в рамках установленной астрофизической структуры.
