Как рождаются чёрные дыры?

Как формируются сверхмассивные чёрные дыры, которые "сидят" в центрах большинства галактик? Астрономы теоретизируют на этот счёт много и с нескрываемым удовольствием.

Но на этот раз итальянские астрофизики, кажется, сделали действительно большой шаг вперёд в понимании того, как формируются такие космические исполины. Они подошли к вопросу с практической стороны и нашли два объекта в ранней Вселенной, которые могут дать правильный ответ на этот интригующий вопрос.

Исследователи использовали данные, полученные от космических телескопов "Хаббл" (Hubble) и "Спитцер" (Spitzer Space Telescope), а также рентгеновской обсерватории Чандра (Chandra X-ray Observatory). Проанализировав по новой методике большой их объём и построив модели, они нашли лучшие на сегодняшний день доказательства существования "зародышей" чёрных дыр, которые в конечном счёте превращаются в этих всепоглощающих монстров.

Оба недавно найденных кандидата образовались менее чем через миллиард лет после Большого взрыва и имеют начальную массу около 100 тысяч масс Солнца.

"Наше открытие, если оно подтвердится, объяснит, как эти огромные монстры рождаются", — говорит ведущий автор исследования Фабио Пакуччи (Fabio Pacucci) из Высшей Нормальной Школы в Пизе.

Существуют две основные теории, объясняющие формирование сверхмассивных чёрных дыр в ранней Вселенной. Первая предполагает, что "зародыши" вырастают из чёрных дыр с массой примерно от десяти до ста раз больше, чем наше Солнце, вероятно, при коллапсе массивной звезды.

Эти "зародыши" чёрных дыр затем растут за счёт слияния с другими маленькими чёрными дырами и вытягивания газа из их окружения. Проблема состоит в том, что они должны были бы расти с необычайно высокой скоростью для того, чтобы достигнуть массы сверхмассивной чёрной дыры.

Новые же данные подтверждают другой сценарий, где, по крайней мере, некоторые очень массивные зародыши чёрной дыры, "весящие" до 100 тысяч солнечных масс, формируются непосредственно при коллапсе массивного облака газа. В этом случае чёрные дыры изначально будут очень большими и затем будут расти более быстро (большая масса способствует притягиванию большего количества вещества, но сам этот процесс должен происходить медленнее, чем в случае с маленькими "зародышами").

"Велось много споров, по какому пути шли чёрные дыры, — рассказывает соавтор исследования Андреа Феррара (Andrea Ferrara). – Наша работа предполагает, что мы сходимся на том, что чёрные дыры "начинают с большего" и растут с нормальной скоростью, а не начинают с малого и растут очень быстрыми темпами".

Андреа Грациан (Andrea Grazian), соавтор научной работы из Андалузского нациланльного института астрофизики объясняет: "Зародыши чёрных дыр было очень трудно найти и подтверждение их обнаружения также является очень трудной задачей. Однако мы думает, что наше исследование обнаружило два самых лучших кандидата из известных до сих пор".

Впрочем, даже если оба кандидата в "зародыши" чёрных дыр окажутся соответствующими теоретическим прогнозам, дальнейшие исследования необходимы, чтобы подтвердить их истинную природу. И, по мнению астрономов, для того чтобы полностью разграничить две теории образования, необходимо отыскать больше кандидатов в эти объекты Вселенной.