Черные дыры в центрах галактик могли возникнуть из массивных звезд в ранней Вселенной
Механизм формирования сверхмассивных черных дыр является важной проблемой современной астрофизики. Принятая на сегодняшний день теория гласит, что «зачатки» сверхмассивных черных дыр образовались после смерти первых крупных звезд в ранней Вселенной, а затем эти ядра продолжали притягивать к себе окружающий газ и, наконец, превратились в сверхмассивные черные дыры.
Однако оказалось, что эта теория расходится с наблюдениями, ведь масса первых звезд во Вселенной составляла порядка нескольких солнечных — слишком мало для рождения будущих центров галактик. Такая маленькая масса просто не позволит этим объектам поддерживать высокую скорость аккреции — поглощения окружающего вещества, — необходимую для формирования сверхмассивных черных дыр.
Теперь астрофизики предложили реалистичную модель, которая может объяснить появление этих огромных объектов. В ней ученые рассматривают в качестве предшественника центра галактики нестабильную сверхновую с массой порядка 104-105 солнечных.
В ранней Вселенной, согласно авторам, вполне могли существовать звезды с десятками тысяч солнечных масс. Они, вероятно, и были прародителями сверхмассивных черных дыр. Ведь чем массивнее ядро черной дыры, тем эффективнее оно поглощает окружающую материю и тем быстрее растет. Но предложенную теоретическую модель астрофизикам еще предстоит доказать.
Основываясь на модели сверхновой исследовательская группа провела новое моделирование переноса излучения и обнаружила, что космический телескоп «Джеймс Уэбб» сможет наблюдать сверхновые, которые являются зачатками центров галактик. Запуск этого аппарата планируется на 31 октября 2021 года, а первые исследования на нем могут начаться уже в начале 2022 года.
Статья об открытии опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Астрофизикам до сих пор не ясно, как небольшие звезды в ранней Вселенной смогли породить сверхмассивные черные дыры, которые сегодня находятся в центрах галактик. Ученые теперь смогли объяснить это формированием гигантских сверхновых