Ученые раскрыли загадку сверхбыстрого роста черных дыр в юной Вселенной
Астрономы открыли целый выводок необычных галактик в ранней Вселенной, которые росли в сотни раз быстрее их современных "кузин", что объясняет загадку существования гигантских черных дыр в первые эпохи после Большого взрыва, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
"Мы искали совершенно иную вещь — пытались найти следы звездообразования в тех галактиках, где были найдены эти черные дыры. Вместо этого нам удалось найти сразу четыре других объекта рядом с ними, звезды формировались с бешеной скоростью — несколько сотен солнечных масс в год", — рассказывает Роберто Декарли (Roberto Decarli) из Института астрономии в Гейдельберге (Германия).
Считается, что в центре большинства массивных галактик обитают сверхмассивные черные дыры, чья масса может составлять от миллиона до миллиардов масс Солнца. Причины образования этих объектов пока не совсем ясны. Изначально ученые считали, что подобные объекты возникали таким же путем, как и их нормальные "кузины": в результате гравитационного коллапса звезд и последующего слияния нескольких крупных черных дыр.
Наблюдения за первыми галактиками Вселенной заставили астрофизиков усомниться в этом — оказалось, что в них обитают черные дыры с массой в десятки миллиардов Солнц.
Подобные объекты, как показывают расчеты, просто не успели бы вырасти до таких размеров, если бы они родились маленькими. Поэтому некоторые ученые начали считать, что сверхмассивные черные дыры рождаются по более экзотическим сценариям — в результате коллапса гигантских облаков из "чистого" атомарного водорода или благодаря сгусткам темной материи.
Декарли и его коллеги нашли возможный ответ на этот вопрос, изучая самые далекие галактики, где были найдены эти черные дыры, при помощи радиотелескопа ALMA, построенного на высокогорном чилийском плато Чахнантор. Этот телескоп, как объясняют авторы статьи, может следить за движениями даже самых холодных облаков газов, из которых формируются звезды, что позволяет использовать его для прямой оценки частоты формирования звезд.
Те галактики, которые пытались изучать Декарли и его коллеги, сформировались примерно 13 миллиардов лет назад, всего через несколько сотен миллионов лет после того, как произошел Большой взрыв. Гигантское расстояние до них и яркий свет квазаров заметно осложняют попытки провести перепись звезд в них и оценить массу "звездных стройматериалов", ориентируясь на следы углерода в их спектре.
По этой причине астрономам не удалось увидеть рождающиеся звезды внутри 25 галактик, за которыми они изначально наблюдали, но зато они смогли проследить за этим процессом в соседних "звездных мегаполисах", черные дыры в которых не были столь активными.
Читайте также: Ученые рекомендуют пить теплую воду вместо холодной по 4 причинам
Как оказалось, звезды в них формируются с невообразимо высокой скоростью — каждый год в них рождается несколько светил, чья масса в несколько сотен раз выше, чем у Солнца. Подобных темпов звездообразования и связанного с ним притока холодной материи в галактики, как показывают расчеты авторов статьи, должно хватить для того, чтобы объяснить формирование гигантских черных дыр массой в миллиарды Солнц в первый миллиард лет жизни Вселенной.
