Ученые раскрыли, как появились невозможные черные дыры

Астрофизики нашли возможное объяснение тому, как во Вселенной так рано появились сверхмассивные чёрные дыры. Всё указывает на необычные свойства тёмной материи, которая могла сыграть ключевую роль в их формировании.

Сверхмассивные чёрные дыры с массой в миллиарды раз больше Солнца существовали уже через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Это ставит под сомнение современные космологические модели, которые не предполагают настолько быструю эволюцию. Авторы исследования, опубликованного на сервере arXiv, предлагает новое объяснение этого феномена.

Учёные традиционно связывают рождение чёрных дыр со смертью массивных звёзд. Но у таких объектов масса редко превышает десятки солнечных. Чтобы чёрная дыра превратилась в сверхмассивную, ей нужно миллиарды лет. Однако в молодой Вселенной просто не хватило времени на формирование звёзд, их гибель и последующее накопление массы.

Астрофизики предположили: чёрные дыры в ранней Вселенной могли рождаться напрямую — без участия звёзд. Газовые облака из водорода и гелия, возможно, сжимались под действием гравитации и сразу превращались в чёрные дыры. Проблема в том, что такие облака обычно охлаждаются, образуют молекулярный водород и распадаются на фрагменты, из которых рождаются звёзды. Чтобы облако не распалось, в него должно попасть достаточно ультрафиолетового излучения — но в молодой Вселенной его почти не было.

Ключ к разгадке учёные увидели в тёмной материи — веществе, которое составляет около 85% массы Вселенной, но остаётся невидимым. Исследователи выдвинули гипотезу: если тёмная материя состоит из сверхлёгких частиц, легче даже нейтрино, то она способна вести себя как квантовый океан. Его волны могли создавать участки с высокой плотностью и вступать во взаимодействие с газом.

Этот квантовый эффект вызвал своеобразный резонанс: плотные области тёмной материи начинали испускать фотоны — частицы света. Вначале энергия этих фотонов была слишком низкой, чтобы повлиять на молекулярный водород. Но затем, по расчётам учёных, в дело могла вступить термализация — процесс, при котором фотонное излучение нагревает окружающий газ. Это тепло привело к появлению ультрафиолета, который мешал образованию молекулярного водорода и не давал облаку распасться.

Компьютерное моделирование подтвердило: сверхлёгкая тёмная материя действительно могла создать условия, при которых газовые облака сжимались напрямую в гигантские чёрные дыры, минуя этап звёздной эволюции.  

Теперь учёные ищут следы таких процессов в глубинах космоса — и, возможно, именно они объяснят, как во Вселенной успели появиться «невозможные» монстры массой в миллиарды солнц.

Читать далее:

Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу

Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе

Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды

Обложка: AI | stockgiu

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
В Нижнем Новгороде создали «умный» материал для 3D-печати человеческих тканей
Наука
ИИ против супербактерий: в ИТМО создали платформу для поиска новых лекарств
Новости
Парк промышленных роботов в России вырос на 62% за один год
Новости
Геофизики объяснили загадочное ускорение сейсмических волн в недрах Земли
Наука
Семь российских вузов разделят 4,7 млрд рублей на исследования в области ИИ
Иннополис
Найден способ изучать квантовые состояния, которые десятилетиями не получалось поймать
Наука
Каталог кейсов применения квантовых технологий представили в России
Новости
Ozempic и мужское здоровье: как препарат влияет на либидо и восприятие размера пениса
Наука
Землю 2.0 нашли рядом со звездой, похожей на Солнце
Космос
Рыбу «Судного дня» случайно нашли в на пляже: почему ее опасаются
Наука
Раскрыта идеальная формула эффективности на работе
Наука
Бесплатные пользователи ChatGPT получат одну из премиальных функций чат-бота: как это работает
Новости
На «Госуслугах» появятся адреса бомбоубежищ: как и где посмотреть
Новости
Китай построит «фабрику элементарных частиц» для поиска темной материи
Наука
«Звездотрясения» разрывают нейтронные звезды перед столкновением с черной дырой
Космос
Эксперты: DeepSeek использовала Gemini от Google для обучения своей модели ИИ
Новости
ИИ научился диагностировать депрессию и аутизм по сканам мозга
Наука
Астрономы раскрыли тайну происхождения экстремально горячей экзопланеты
Космос
Исследователь Университета Иннополис получил премию посла Китая в области искусственного интеллекта
Иннополис
Посмотрите на мощное извержение Этны из космоса: что происходит прямо сейчас 
Космос