Астрономите са открили три свръхмасивни черни дупки в ранната Вселена, които са станали милиард пъти по-тежки от Слънцето само за сто хиляди години, което е невъзможно от гледна точка на съвременните астрономически теории, се казва в статия, публикувана в Astrophysical Journal.
„Нито един настоящ теоретичен модел не може да обясни съществуването на тези обекти. Откриването им в ранната Вселена поставя под съмнение настоящите теории за образуването на черни дупки и сега трябва да създадем нови модели, които да обясняват как възникват галактиките и черните дупки “, казва Джоузеф Хенауи от Калифорнийския университет в Санта Барбара (САЩ).).
Смята се, че центровете на повечето масивни галактики са дом на свръхмасивни черни дупки, чиято маса може да варира от милион до милиарди пъти масата на Слънцето. Причините за образуването на тези обекти все още не са напълно ясни. Първоначално учените вярваха, че подобни обекти са възникнали по същия начин като техните нормални „братовчеди“- в резултат на гравитационния колапс на звездите и последвалото сливане на няколко големи черни дупки.
Наблюденията на първите галактики във Вселената накараха астрофизиците да се усъмнят в това - оказа се, че те са обитавани от черни дупки с маса от десетки милиарди Слънца. Такива обекти, както показват изчисленията, просто няма да имат време да растат до такъв размер, ако са родени малки. Ето защо някои учени започнаха да вярват, че свръхмасивните черни дупки се раждат според по-екзотични сценарии - в резултат на колапса на гигантски облаци от „чист“атомен водород или поради струпвания на тъмна материя.
Хенауи и колегите му откриват допълнителни доказателства, че черните дупки в ранната Вселена са нараствали твърде бързо, нарушавайки всички идеи за тяхната еволюция. Изследователите откриха едновременно шест свръхмасивни черни дупки, които виждаме в състоянието, в което са били само 850 милиона години след Големия взрив.
Първите галактики на Вселената току-що бяха започнали да се формират по това време и, както учените по-рано вярваха, черните дупки в техните центрове не биха могли да бъдат „тежки тежести“, които не отстъпват по маса на съвременните квазари. Трите черни дупки, открити от екипа на Henawi с телескопа Keck II на Хаваите, противоречат на тази идея - те са около милиард пъти по-тежки от Слънцето, което е хиляди пъти масата на Sgr A * черна дупка в центъра на Млечния път.
В съответствие със съвременните идеи за еволюцията на галактиките, черна дупка може да придобие такава маса чрез поглъщане на материя приблизително в същото количество, колкото съществува Вселената, което е било невъзможно за квазарите, родени през първите милиарди години от нейния живот. Дори и да са се „хранили“непрекъснато и постоянно да абсорбират газ и прах, растежът им ще се забави в продължение на стотици милиони години, което е възможно, но малко вероятно.
Авторите на статията решават да намерят отговор на този въпрос, като използват прост модел от живота на такива предмети. Когато черните дупки „вечерят“, те изхвърлят струи в околното пространство, тесни лъчи от супер гореща материя, които се движат с почти светлинна скорост. Тези струи загряват междугалактическото пространство и го йонизират, правейки го по-„прозрачно“за светлина. Съответно, колкото по-прозрачна е околността на галактиката, толкова по-дълго трае „обядът“на черната дупка в нейния център.
Промоционално видео:
За голяма изненада на астрономите, кварталите на трите галактики - CFHQS J2229 + 1457, SDSS J1335 + 3533 и SDSS J0100 + 2802 - бяха неочаквано непрозрачни, което показва, че черните дупки в техните центрове активно абсорбират материята не повече от 100 хиляди години. Такива високи „апетити“на черните дупки не се вписват в никоя теоретична рамка и откриването им, както посочват учените, говори в полза на алтернативни теории за формирането и растежа на квазарите.
„Бихме искали да намерим други подобни обекти. Откритието им беше голям успех за нас и откриването на други черни дупки в ранната Вселена ще покаже, че много квазари може да са много по-млади, отколкото сме предполагали досега “, заключава Кристина Айлерс, университетска колежка в Hennawi.
