Астрономи виявили масивну чорну діру раннього Всесвіту, яка може бути однією з перших структур, що утворилася після Великого вибуху, а не результатом колапсу гігантської зірки. Відкриття кидає виклик звичайним теоріям утворення чорних дір і припускає існування первісних чорних дір, гіпотетичного типу, запропонованого десятиліття тому.
Аномалія в ранній галактиці Abell 2744-QSO1
Чорна діра була ідентифікована в галактиці Abell 2744-QSO1, яку спостерігав 13 мільярдів років тому космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST). Що робить цю чорну діру незвичайною, так це її розмір — приблизно в 50 мільйонів разів перевищує масу нашого Сонця — у поєднанні з майже повною відсутністю зірок у її головній галактиці. Стандартні моделі передбачають, що галактики та чорні діри утворюються разом або що чорні діри виникають у результаті смерті масивних зірок. Ця галактика руйнує цей шаблон.
Первісні чорні діри: Теоретичне відродження
Команда, яка стоїть за цим відкриттям, провела моделювання, яке показало, що ця чорна діра могла виникнути як первісна чорна діра, яку вперше запропонували Стівен Хокінг і Бернард Карр у 1974 році. Ці об’єкти не утворилися із зірок, а натомість об’єдналися в результаті коливань щільності в зародковому Всесвіті. Ключова відмінність полягає в тому, що первинні чорні діри, як вважають, виростають безпосередньо з нерівномірного розподілу матерії відразу після Великого вибуху, а не з колапсу зірок.
Симуляція підтверджує первинне походження
Початкові розрахунки збігалися зі спостереженнями, але не мали деталей. Подальші, більш ретельні моделювання враховували потоки газу, утворення зірок і взаємодію між первісними чорними дірами. Результати точно співпадають із спостережуваною масою чорної діри, наявністю більш важких елементів та іншими характеристиками Abell 2744-QSO1. Це свідчить про те, що первісні чорні діри можуть бути життєздатним поясненням цієї ранньої космічної структури.
Залишилися запитання та проблеми
Однак деякі аспекти залишаються незрозумілими. Стандартні моделі первісних чорних дір часто утворюють чорні діри масою близько 1 мільйона сонячних; QSO1 у п’ять разів більше. Іншою проблемою є відсутність поблизу джерел високоенергетичного випромінювання, необхідного для ініціювання утворення первісних чорних дір. Незважаючи на ці проблеми, вчені вважають, що ці чорні діри можуть швидко злитися і стати надзвичайно масивними.
«Завдяки цим новим спостереженням, які звичайні [теорії утворення чорних дір] не можуть відтворити, можливість масивних первісних чорних дір у ранньому Всесвіті стає більш правдоподібною», — каже Боюань Лю з Кембриджського університету.
Це відкриття не доводить існування первісних чорних дір, але дає переконливі докази того, що вони є серйозною можливістю. Потрібні подальші дослідження, щоб підтвердити, чи є ця чорна діра справжнім відлунням Великого вибуху чи рідкісною аномалією в рамках встановленої астрофізичної структури.
