Новые космологические симуляции, разработанные астрономами из Университета Мейнут, демонстрируют, что небольшие «лёгкие» чёрные дыры в ранней Вселенной могли расти исключительно быстро, потенциально объясняя, как сверхмассивные чёрные дыры сформировались вскоре после Большого Взрыва. Это исследование решает давнюю загадку в астрономии: как чёрные дыры эволюционировали до огромных размеров за относительно короткий период.
Пир Ранних Чёрных Дыр
Симуляции изображают хаотичную раннюю Вселенную, где плотные и турбулентные условия позволяли меньшим чёрным дырам быстро поглощать окружающую материю. По словам аспиранта Даксала Мехты, эти условия запускали то, что исследователи называют «сверхэддингтоновским аккрецированием» – ускоренный темп потребления, при котором чёрные дыры поглощают материал быстрее, чем теоретически возможно.
Симуляции показали, что первое поколение чёрных дыр, родившихся всего через несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва, могло вырасти до размеров в десятки тысяч раз больше нашего Солнца.
Этот быстрый рост решает ключевой вопрос, поднятый наблюдениями космического телескопа «Джеймс Уэбб»: как ранние чёрные дыры достигли таких огромных размеров так быстро?
Лёгкие Семена против Тяжёлых Семян
Чёрные дыры классифицируются на два типа: «тяжёлые семена» и «лёгкие семена». Тяжёлые семена уже массивны при рождении, потенциально достигая сотен тысяч раз больше массы Солнца. Лёгкие семена, с другой стороны, начинаются гораздо меньше (от десяти до нескольких сотен солнечных масс) и должны расти, чтобы стать сверхмассивными.
На протяжении многих лет астрономы считали, что тяжёлые семена необходимы для объяснения присутствия сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик. Однако исследования Университета Мейнут показывают, что чёрные дыры звёздной массы «обычного сорта» могут расти с экстремальной скоростью в ранней Вселенной, при правильных условиях.
Последствия для Будущих Исследований
Результаты меняют наше понимание происхождения чёрных дыр и подчёркивают важность высокоразрешающих симуляций в космологии. Ранняя Вселенная, по-видимому, была гораздо более хаотичной, чем считалось ранее, с большей популяцией массивных чёрных дыр, чем ожидалось.
Это исследование также имеет последствия для предстоящей миссии ESA/NASA Laser Interferometer Space Antenna (LISA), запуск которой запланирован на 2035 год. LISA может обнаружить гравитационные волны от слияний этих ранних, быстрорастущих чёрных дыр, что предоставит дополнительные доказательства выводов симуляций.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy 21 января 2026 года. Результаты подтверждают, что ранняя Вселенная была турбулентным периодом быстрого роста чёрных дыр, где даже небольшие семена могли стать галактическими гигантами.
