Сверхмассивные черные дыры в молодых Вселенных формируются за счет "еды"

Группа ученых из Стэнфордского университета, Национальной ускорительной лаборатории SLAC и Центра космических полетов Годдарда (все — США) показала, что первые черные дыры не могли быстро увеличивать свою массу за счет окружающих облаков газа и пыли.

Авторы провели наиболее детальное на сегодня моделирование процессов формирования и роста первых черных дыр во Вселенной; в основу модели были положены данные, полученные при исследовании космического реликтового излучения. Ученые наблюдали за тем, как виртуальные облака газа, появившиеся после Большого взрыва, постепенно объединялись друг с другом под влиянием силы тяготения и образовывали массивные «горячие» звезды, излучение которых выталкивало близлежащий газ далеко в космическое пространство. Одна из таких звезд довольно быстро завершила свое существование: произошел гравитационный коллапс, и на ее месте образовалась черная дыра. При этом в непосредственной близости от нее вещества практически не было, а значит, не было и возможности эффективно «набирать вес».

«Однако специалисты уже наблюдали в молодой Вселенной квазары, связанные со сверхмассивными черными дырами, — замечает ведущий автор работы Марсело Альварес (Marcelo Alvarez). — Мы постарались найти объяснение стремительному росту этих черных дыр». Обработав результаты моделирования, ученые обнаружили, что под воздействием рентгеновского излучения, которое испускается при попадании вещества в черную дыру (отметим, что ее масса все же увеличивалась, хотя и незначительно: менее чем на один процент за сто миллионов лет), температура газа, располагавшегося в радиусе 100 световых лет, повышалась до нескольких тысяч градусов. Нагрев задержал начало естественного процесса звездообразования на десятки, даже сотни миллионов лет; появившиеся в результате облака газа необычайно больших размеров могли, как предполагают авторы, коллапсировать и сформировать искомые сверхмассивные черные дыры.

«Наша работа должна заставить ученых провести более тщательную оценку влияния черных дыр на окружающее пространство, — заключает участник исследования Джон Вайз (John Wise). — Черные дыры не безжизненные сгустки материи; они принимают активное участие в жизни галактики».