Раскрыт секрет быстрого роста сверхмассивных чёрных дыр из лёгких «зародышей» в ранней Вселенной

Исследователи из Ирландского национального университета в Мейнуте предложили свежую гипотезу, объясняющую стремительное увеличение массы чёрных дыр на заре существования Вселенной.

Согласно устоявшейся научной парадигме, формирование сверхмассивных объектов требовало наличия так называемых «тяжёлых зародышей» — первичных чёрных дыр, чья масса изначально в десятки тысяч раз превышала солнечную. Однако результаты нового моделирования указывают на то, что даже компактные «лёгкие семена» могли демонстрировать взрывной рост при определённом стечении обстоятельств.

Авторы работы провели серию сложных компьютерных симуляций, продемонстрировавших, что в условиях сверхплотных и богатых газом протогалактик чёрные дыры могли переходить в режим «сверхэддингтоновской аккреции». В этом состоянии поглощение материи происходит со скоростью, превышающей классический теоретический предел, при котором давление исходящего излучения сдерживает гравитационный захват вещества. Подобный механизм обеспечивал аномально быструю эволюцию объектов до колоссальных масштабов.

Данное открытие позволяет восполнить пробел в истории космоса, связывая эпоху первых звёзд с периодом появления гигантских чёрных дыр. Кроме того, полученные данные станут теоретическим фундаментом для миссии LISA (Laser Interferometer Space Antenna), реализуемой ЕКА совместно с НАСА, старт которой намечен на 2035 год.

LISA представляет собой инновационный космический интерферометр, предназначенный для регистрации гравитационных волн в низкочастотном диапазоне, недосягаемом для земных обсерваторий. Система из трёх аппаратов, разнесённых на 2,5 миллиона километров друг от друга, позволит отслеживать процессы слияния маломассивных чёрных дыр, происходившие в глубокой древности.

«Предстоящие измерения гравитационных волн позволят нам буквально увидеть моменты столкновения этих крошечных, но крайне динамично развивающихся объектов ранней Вселенной», — резюмировал доктор Джон Риган, возглавляющий научную группу.

Источник: iXBT