Сверхмассивные черные дыры могли появиться в результате коллапса плотных скоплений газа и пыли.
Ученые из Университета Западного Онтарио доказали, что сверхмассивные черные дыры могли появиться в ранней Вселенной в результате коллапса плотных скоплений газа, минуя предварительный этап эволюции и взрыва массивной звезды. Как сообщает интернет-издание Хроника.инфо со ссылкой на zn.ua, это может объяснить, как подобные объекты могли появиться уже вскоре после Большого взрыва.
По «классической» схеме, черная дыра завершает существование массивной звезды. Затем она начинает постепенно набирать массу, поглощая газ и другие звезды, и сливаться с другими черными дырами. Для того, чтобы масса подобного объекта достигала миллионов и миллиардов солнечных, может понадобиться очень много времени. Вместе с тем, некоторые сверхмассивные черные дыры появились уже спустя 690 и 800 миллионов лет после Большого взрыва.
В новом исследовании ученые предложили свое объяснение этого феномена. Исследователи рассмотрели концепцию рождения черных дыр не из крупных звезд, а напрямую из плотных скоплений материи в центрах протогалактик. Разогреваясь и интенсивно излучая, такие скопления блокируют появление молодых звезд во все более обширном пространстве. «Свободного» плотного газа становится все больше, пока он не коллапсирует, оставив дыру массой в десятки и сотни тысяч масс Солнца — в дальнейшем ей остается лишь расти и набирать больше вещества. В новой работе ученые подтвердили такой сценарий.
Как и у некоторых других объектов, рост черных дыр определяется пределом Эддингтона — отношением направленного наружу давления излучения и силы тяжести, направленной внутрь. Исследователи предложили математическую модель этого процесса, показав, что он действительно мог развиваться в течение недолгого времени. Однако вскоре излучение новорожденных звезд и других дыр достигло критического предела — и прямой коллапс новых сверхмассивных дыр стал невозможен.