Нове космологічне моделювання, розроблене астрономами з Університету Мейнута, демонструє, що маленькі «легкі» чорні діри в ранньому Всесвіті могли рости надзвичайно швидко, потенційно пояснюючи, як надмасивні чорні діри утворилися незабаром після Великого вибуху. Це дослідження розгадує давню таємницю астрономії: як чорні діри еволюціонували до величезних розмірів за відносно короткий період.
Свято ранніх чорних дір
Симуляції зображують хаотичний ранній Всесвіт, де щільні та турбулентні умови дозволяли меншим чорним дірам швидко поглинати навколишню матерію. За словами аспіранта Даксала Мехти, ці умови викликали те, що дослідники називають «супергеддінгтонівською аккрецією», прискореною швидкістю споживання, при якій чорні діри споживають матеріал швидше, ніж теоретично можливо.
Симуляції показали, що перше покоління чорних дір, що народилося лише через кілька сотень мільйонів років після Великого вибуху, могло зрости до розмірів у десятки тисяч разів більших за наше Сонце.
Це швидке зростання відповідає ключовому питанню, яке порушили спостереження космічного телескопа Джеймса Вебба: як перші чорні діри так швидко досягли таких величезних розмірів?
Легке насіння проти важкого насіння
Чорні діри поділяють на два типи: «важкі насіння» та «легкі насіння». Важке насіння вже є масивним при народженні, потенційно досягаючи маси Сонця в сотні тисяч разів. З іншого боку, легке насіння спочатку набагато менше (від десяти до кількох сотень сонячних мас) і має вирости, щоб стати надмасивним.
Протягом багатьох років астрономи вважали, що для пояснення наявності надмасивних чорних дір у центрах галактик необхідні важкі насіння. Проте дослідження Університету Мейнута показують, що чорні діри зоряної маси «звичайного різновиду» можуть рости з надзвичайною швидкістю в ранньому Всесвіті за відповідних умов.
Наслідки для майбутніх досліджень
Результати змінюють наше розуміння походження чорних дір і підкреслюють важливість моделювання з високою роздільною здатністю в космології. Ранній Всесвіт, здається, був набагато більш хаотичним, ніж вважалося раніше, з більшою популяцією масивних чорних дір, ніж очікувалося.
Це дослідження також має наслідки для майбутньої місії ESA/NASA Laser Interferometer Space Antenna (LISA), запуск якої заплановано на 2035 рік. LISA може виявляти гравітаційні хвилі від злиття цих ранніх чорних дір, що швидко зростають, надаючи додаткові докази результатів моделювання.
Дослідження було опубліковано в журналі Nature Astronomy 21 січня 2026 року. Результати підтверджують, що ранній Всесвіт був бурхливим періодом швидкого зростання чорної діри, де навіть маленькі зерна могли стати галактичними гігантами.
