Учені розкрили таємницю гігантських чорних дір раннього Всесвіту

Дослідники знайшли пояснення для стрімкого набору маси надмасивними чорними дірами в перший мільярд років після Великого вибуху.

Міжнародна група астрофізиків зробила відкриття, що пояснює, як надмасивні чорні діри досягли гігантських розмірів у ранньому Всесвіті. Дослідники виявили, що ці космічні об’єкти могли порушувати відомі фізичні обмеження і рости безпрецедентно швидко.

Використовуючи рентгенівські телескопи XMM-Newton і Chandra, вчені проаналізували 21 найбільш ранній квазар в історії космосу. Фахівці вивчили взаємозв’язок між рентгенівським спектром випромінювання від цих квазарів і швидкістю джетів, що випускаються чорними дірами. Вони виявили унікальний механізм, який дає змогу надмасивним чорним дірам рости в буквальному сенсі понад усякі обмеження.

Згідно з класичними уявленнями, чорні діри повинні зупинятися в зростанні через так звану межу Еддінгтона. Цей закон вказує, що для будь-якого тіла, яке акреціює матерію, існує максимальна світність, яку можна досягти до того, як тиск випромінювання світла, що генерується, подолає силу тяжіння та витіснить матерію, запобігши її падінню на тіло, яке акреціює.

Інакше кажучи, чорна діра, що швидко розростається, повинна генерувати так багато світла, що вона позбудеться джерела живлення і перестане рости. Однак спостереження показали, що в ранньому Всесвіті чорні діри можуть входити у фазу “надеддінґтонівської акреції”, в якій вони можуть стрімко збільшуватися в розмірах без обмежень.

Раніше вчені не могли пояснити, як чорні діри досягли величезних мас всього за кілька сотень мільйонів років після Великого вибуху. Нове дослідження пропонує наукове пояснення цієї космологічної загадки. Керівник дослідження Алессія Тортоса зазначила: “Я б сказав, що ми зірвали джекпот!”