Черные дыры в центрах галактик могли возникнуть из массивных звезд в ранней Вселенной
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
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.
