С момента запуска телескопа «Джеймс Уэбб» в 2022 году астрономы столкнулись с серьёзной проблемой: сверхмассивные чёрные дыры, масса которых достигает миллионов и миллиардов солнечных масс, обнаруживаются уже через 500 миллионов лет после Большого взрыва. По стандартным моделям, чтобы вырасти до таких размеров, им требуется не менее миллиарда лет. Новое исследование предлагает решение: в ранней Вселенной чёрные дыры могли входить в режим «пищевого разгула», превышая знаменитый предел Эддингтона. Работа опубликована 21 января 2026 года в Nature Astronomy.

Сверхмассивные чёрные дыры — как шестилетние великаны

Сверхмассивные чёрные дыры сидят в центре почти всех крупных галактик современного космоса. Их рост за 13,8 миллиарда лет объясним: слияния, аккреция газа и звёзд. Но JWST регулярно находит такие объекты в эпохе, когда Вселенной было всего 500–700 миллионов лет.

«Это как увидеть семью, идущую по улице: двое подростков ростом шесть футов — нормально, а рядом с ними шестилетний ребёнок такого же роста. Как малыш так быстро вырос?» — ранее сравнивал ситуацию член команды Джон Риган.

Лавина сверх-аккреции

Команда под руководством Даксала Мехты из Университета Мейнута провела сложные компьютерные симуляции ранней Вселенной. Они показали: в хаотичных, богатых плотным газом первых галактиках чёрные дыры могли входить в короткие фазы «мега-обжорства», превышая предел Эддингтона.

Предел Эддингтона — это баланс между гравитацией, притягивающей газ, и излучением, которое отталкивает материал. При обычной аккреции излучение быстро «выдувает» газ, и рост останавливается. В симуляциях ранней Вселенной чёрные дыры первого поколения (рождённые из массивных звёзд) на короткое время преодолевали этот барьер, поглощая материал в десятки тысяч раз быстрее обычного.

«Тёмная материя может быть раскалённо-красной при рождении, но всё равно успевает остыть до того, как начнут формироваться галактики», — отметил Стивен Хенрих из Университета Миннесоты в аналогичном контексте (хотя его работа касалась тёмной материи, принцип схож).

От «лёгких» семян к сверхмассивным

Результаты показывают: даже «лёгкие семена» — чёрные дыры массой в десятки–сотни солнечных — могут быстро вырасти до десятков тысяч солнечных масс. Это даёт значительный задел для дальнейших слияний и аккреции, которые доведут их до сверхмассивных размеров.

Ранее считалось, что нужны «тяжёлые семена» (до 100 000 солнечных масс), образующиеся в редких условиях. Теперь же «обычные» чёрные дыры от сверхновых могут расти с экстремальной скоростью при подходящих условиях ранней Вселенной.

«Ранняя Вселенная была гораздо более хаотичной и турбулентной, чем мы ожидали, и в ней было гораздо больше массивных чёрных дыр, чем предполагалось», — подчеркнул Риган.

Как проверить гипотезу

Подтвердить теорию могут гравитационные волны от слияний таких «детских» чёрных дыр. Их будут искать космический детектор LISA (запуск в 2035 году). Если гипотеза верна, LISA увидит множество слияний в ранней Вселенной.

Вкратце

Учёные показали: сверхмассивные чёрные дыры в ранней Вселенной могли расти с экстремальной скоростью благодаря кратковременным фазам «пищевого разгула», превышающим предел Эддингтона. Это объясняет, почему JWST находит такие объекты уже через 500 миллионов лет после Большого взрыва. Даже «лёгкие семена» (десятки–сотни солнечных масс) успевали вырасти до десятков тысяч солнечных масс в хаотичных условиях первых галактик. Открытие может изменить понимание эволюции чёрных дыр и галактик. Подтвердить гипотезу помогут гравитационные волны от LISA в будущем.