Астрофизик Джонатан Тан из Университета Вирджинии предложил новую модель, объясняющую происхождение сверхмассивных черных дыр — гигантских объектов с массой в миллионы и миллиарды раз больше солнечной, которые находятся в центрах большинства крупных галактик, включая Млечный Путь. Его исследование, опубликованное в журнале Astrophysical Journal Letters, проливает свет на загадку формирования этих космических монстров и подтверждается наблюдениями телескопа Джеймса Уэбба.

Модель Pop III.1: первые звёзды и тёмная материя

Согласно теории Тана, сверхмассивные черные дыры образовались из остатков первых звезд Вселенной, известных как звёзды Популяции III.1. Эти звёзды, существовавшие в ранней Вселенной, достигали огромных размеров благодаря энергии, выделяемой при аннигиляции тёмной материи. Их колоссальная масса позволяла им быстро коллапсировать в черные дыры, которые затем становились «зародышами» для сверхмассивных черных дыр в центрах галактик.

Модель Pop III.1 объясняет неожиданные открытия телескопа Джеймса Уэбба, который обнаружил сверхмассивные черные дыры в очень ранней Вселенной — на этапе, когда, по прежним теориям, их существование казалось невозможным. Эти находки ранее ставили учёных в тупик, так как формирование таких массивных объектов требовало больше времени, чем было доступно в молодой Вселенной.

Вспышки и ионизация: ключ к космологическим загадкам

Тан предположил, что сверхмассивные звёзды Популяции III.1 не только породили черные дыры, но и сыграли важную роль в ранней эволюции Вселенной. Эти звёзды могли быстро ионизировать водород, испуская яркие вспышки, которые ознаменовали их рождение. Этот процесс, предшествующий ионизации, вызванной обычными галактиками, может объяснить несколько космологических аномалий:

  • Расхождение по постоянной Хаббла: Различия в измерениях скорости расширения Вселенной, известные как Hubble tension, могут быть связаны с этим ранним этапом ионизации.
  • Динамическая тёмная энергия: Теория Тана поддерживает гипотезу, что тёмная энергия, ускоряющая расширение Вселенной, могла вести себя иначе в ранние эпохи.
  • Масса нейтрино: Аномалии в оценках массы нейтрино также могут быть объяснены влиянием этих ранних звёзд.

Профессор Ричард Эллис из Университетского колледжа Лондона высоко оценил работу Тана, назвав её элегантной. Он отметил, что модель предполагает двухэтапный процесс формирования звёзд и ионизации: первые звёзды вызвали яркую вспышку, а последующие галактики продолжили процесс, что мы и наблюдаем с помощью телескопа Уэбба.

Значение открытия

Модель Pop III.1 не только объясняет происхождение сверхмассивных черных дыр, но и предлагает решение для некоторых ключевых проблем современной космологии. Она подтверждает, что первые звёзды, подпитываемые тёмной материей, могли быть мощными двигателями эволюции Вселенной. Наблюдения телескопа Джеймса Уэбба, включая обнаружение древнейших черных дыр, подкрепляют эту теорию, открывая новые перспективы для понимания ранней Вселенной.

Вкратце…

Новая модель Джонатана Тана, основанная на звёздах Популяции III.1, раскрывает происхождение сверхмассивных черных дыр, связывая их с первыми звёздами, подпитываемыми аннигиляцией тёмной материи. Теория объясняет неожиданные открытия телескопа Джеймса Уэбба и предлагает решение для космологических загадок, таких как расхождение по постоянной Хаббла. Работа Тана, опубликованная в Astrophysical Journal Letters, открывает новую главу в изучении формирования черных дыр и эволюции Вселенной, подчёркивая роль тёмной материи в космической истории.