Черные дыры существовали уже в молодой Вселенной

Через 250 миллионов лет после Большого взрыва могли образоваться первые сверхмассивные космические объекты

космос, вселенная, астрономия, астрофизика, большой взрыв, черная дыра, звезды, галактики Новая звезда (Nova), на поверхности которой идет термоядерный синтез (красный) падающей на нее материи.

Уже на памяти поколений, родившихся в эпоху использования астрономами телескопов, воображение людей захватывали тайны вспышки сверхновой, увиденной Кеплером, кометы Галлея и ярчайший пролет Тунгусского объекта, природа которого неясна до сих пор. По несколько иным причинам людям важно смещение созвездий Зодиакального круга (Весы, Дева, Лев), из-за которого полководцам и римским папам приходилось менять календари. А помимо этого на небосклоне сияют созвездия с экзотическими названиями – Ворон и Власы Вероники, Волопас, Секстант, Гидра и Змееносец. Последнее созвездие и привлекло внимание астрономов еще в 2016 году, когда орбитальный рентгеновский «Чандра» увидел в нем дефект газового облака вокруг черной дыры (ЧД) в центре скопления, расположенного примерно в 400 млн световых лет от Земли.

Черная дыра образуется на месте выгоревшей звезды, если та не превращается в нейтронную. ЧД образно называют каннибалами, потому что они ведут себя как хищники по отношению к окружающему их веществу, чаще всего газу, слои которого, вращаясь, испытывают трение. Из-за него газовый диск (аккреционный) разогревается по мере приближения к дыре до миллионов градусов. В результате с полюсов дыры в пространство могут срываться струи-джеты плазмы, уносящиеся с околосветовой скоростью (релятивистские).

Однако в Змееносце телескоп «Чандра» увидел как бы откусанной часть облака, что было уже в 2019 году подтверждено с помощью рентгеновского телескопа ХММ и радиотелескопов в Индии и Австралии. Журнал Astrophysical J. сообщил, что в пространственный дефект могут уместиться 15 Млечных Путей. К этому можно добавить первое наблюдение черной дыры в галактическом скоплении Месье 87 (Messier).

Черная дыра в центре «собранного» ею
газопылевого облака-диска, часть массы
которого «падает» на нее.
Иллюстрации Physorg

Через некоторое время Astrophysical J. опубликовал статью «Рост «семян» супермассивной черной дыры: множественные слияния компактных остатков звезд в результате динамического трения газовых слоев и эмиссии гравитационных волн». В ней теоретики Международной школы передовых исследований в итальянском Триесте (SISSA) опровергают общепринятую точку зрения, что столь массивные объекты попросту не имели времени в «юной» Вселенной на формирование. Теоретики выдвинули революционную идею, согласно которой уже через 250 млн лет после Большого взрыва могли образоваться первые сверхмассивные черные дыры (СЧД) с массой около 250 тыс. солнечных масс. «Чандра» давно видел мощное рентгеновское излучение от горячих облаков вокруг черных дыр, что вроде бы свидетельствовало о быстром наборе массы черными дырами в пределах 10–100 000 солнечных за какие-то 50–100 млн лет. Но это в ходе жизни Вселенной на протяжении ее 14 млрд лет.

В Триесте же доказывают, что СЧД стали образовываться в «юной» Вселенной всего лишь через 800 млн лет после Большого взрыва в результате термоядерного слияния многочисленных дырочек, которые и были названы семенами. Центр же объекта слияния начинает генерировать гравитационные волны, которые можно уловить с помощью лазерных интереферометров гравитационных обсерваторий LIGO/VIRGO. В Триесте также большие надежды возлагают на будущие телескопы «Эйнштейн» и LISA, запуск которых планируется на 2034 год.

Первооткрывателем сверхновых звезд по праву считается Кеплер, который наблюдал одну из них в телескоп. Во время солнечного затмения 1919 года удалось подтвердить феномен отклонения луча далекой звезды вблизи Солнца, что предопределило триумф эйнштейновской общей теории относительности. Понадобился целый век, чтобы подтвердить другое предположение его теории относительно физической реальности гравитационных волн. А в скором будущем гравитационная реальность позволит моделировать физическую, которая существовала вскоре после Большого взрыва.

статьи по теме