Черные дыры могут образовываться и иным образом, доказывают ученые

Астрофизики нашли доказательства возможности непосредственного образования черных дыр, а не от остатка звезды.

Образование черных дыр в ранней Вселенной, сформированных таким образом, может дать ученым объяснение присутствия чрезвычайно массивных дыр на очень ранней стадии истории нашей Вселенной, рассказывают в Университете Западного Онтарио.

Шантану Басу и Арпан Дас из департамента физики и астрономии указанного университета разработали объяснение наблюдаемого распределения масс и светимости сверхмассивных черных дыр, для которых раньше не было научного объяснения. Результаты исследования были опубликованы недавно в «Astrophysical Journal Letters».

Модель основывается на очень простом предположении: сверхмассивные черные дыры формируются очень, очень быстро в течение очень и очень коротких периодов времени, а затем внезапно это прекращается. Объяснение контрастирует с современным пониманием того, как образуются черные дыры со звездной массой, которые возникают, когда центр очень массивной звезды «обваливается» сам в себя.

«Это косвенное наблюдение свидетельствует, что черные дыры возникают от непосредственного коллапсирования, а не от остатков звезды», - говорит профессор астрономии Басу - признанный на международном уровне эксперт в ранних стадиях формирования звезд и эволюции протопланетного диска.

Басу и Дас разработали новую математическую модель, вычислив функцию массы сверхмассивных черных дыр, которые формируются в течение ограниченного периода времени и подвергаются быстрому экспоненциальному росту массы. Рост массы может регулироваться пределом Эддингтона, который задается балансом сил излучения и гравитации или может даже превышать его на умеренный коэффициент.

«У сверхмассивных черных дыр был лишь короткий период времени, когда они могли быстро расти, а потом в какой-то момент, по причине всего излучения во Вселенной, созданного другими черными дырами и звездами, их образование остановилось, - объясняет Басу. - Это сценарий непосредственного коллапса».

В течение последнего десятилетия многие сверхмассивные черные дыры, которые в миллиарды раз массивнее Солнца, были обнаружены на больших «красных смещениях», что означает, что они были уже в нашей Вселенной через 800 миллионов лет после Большого взрыва. Наличие этих молодых и очень массивных дыр ставит под сомнение наше понимание образования и роста черных дыр.

Сценарий непосредственного коллапса учитывает начальные массы, гораздо большие, чем предусмотрено по стандартному сценарию образования с остатка звезды, и может иметь большое значение для объяснения наблюдений. Этот новый результат свидетельствует о том, что подобные непосредственные коллапсы черных дыр действительно образовывались в ранней Вселенной.

Басу считает, что эти новые результаты могут быть использованы вместе с будущими наблюдениями, чтобы сделать вывод об истории формирования чрезвычайно массивных черных дыр, существующих с очень раннего возраста нашей Вселенной.

Читайте еще интересные новости о космосе.