Невероятно массивные черные дыры в ранней Вселенной поставили в тупик ученых

Американские астрофизики из Массачусетского технологического института нашли необъяснимо массивные черные дыры в квазарах, существовавших, когда Вселенной было меньше миллиарда лет. Эти космические «электростанции», яркость которых затмевает целые галактики, ставят под сомнение современные теории формирования черных дыр. Исследование опубликовано на портале нерецензированных научных материалов arXiv.

Сверхмассивные черные дыры массой в миллиарды солнц, обнаруженные в квазарах с красным смещением z≳6, представляют серьезную загадку. Согласно стандартным моделям аккреции, у них просто не было достаточно времени (менее миллиарда лет после Большого взрыва), чтобы достичь таких размеров путем постепенного поглощения материи.

Еще более удивительно, что новые данные показывают: эти квазары были активны чрезвычайно короткое время — менее миллиона лет, а некоторые всего около 1000 лет. Это противоречит представлениям о длительном, устойчивом процессе роста.

Команда предложила несколько альтернативных механизмов формирования: слияние черных дыр, ускоренный рост за счет мощных струй вещества (джетов) и эпизодическая сверхэддингтоновская аккреция (поглощение материи со скоростью выше теоретического предела).

Исследователи использовали спектрограф MUSE на Очень Большом Телескопе в Чили для изучения квазаров с аномально малыми зонами близости. Особое внимание уделялось поиску туманностей Лайман-альфа — гигантских облаков светящегося водорода, которые могут указывать на ранние стадии активности квазара.

Анализ показал, что наблюдаемые сверхмассивные черные дыры действительно находятся в самых ранних фазах активного поглощения материи. Это означает, что они каким-то образом достигли своих колоссальных размеров до начала интенсивной аккреции, что требует пересмотра существующих моделей.

«Эти объекты бросают вызов нашему пониманию процессов роста в ранней Вселенной. Похоже, существуют механизмы формирования сверхмассивных черных дыр, о которых мы пока не знаем», — отметили специалисты.