Самые массивные чёрные дыры во Вселенной, которые когда-то росли с невероятной скоростью, в последние 10 миллиардов лет резко замедлили свой рост. Новое исследование предлагает объяснение этой давней астрофизической загадки: у них просто заканчивается «пища».

Загадка космического полдня

Сверхмассивные чёрные дыры (СМЧД) массой в миллионы и миллиарды солнечных масс сформировались удивительно быстро в первые несколько миллиардов лет после Большого взрыва. Однако начиная с эпохи, которую астрономы называют «космическим полднем» (когда Вселенной было около 2–3 миллиардов лет), их рост заметно замедлился. Почему самые «прожорливые» объекты Вселенной вдруг стали испытывать дефицит газа — главного источника их питания — долгое время оставалось неясным.

Новое исследование, проведённое учёными Свободного университета Брюсселя и Массачусетского технологического института (MIT), предлагает возможный ответ на этот вопрос.

Главная гипотеза: нехватка газа

Анализ данных о примерно 8000 сверхмассивных чёрных дыр показал, что в поздней Вселенной им действительно не хватает вещества для активного роста. Раньше эти монстры активно поглощали окружающий газ, формируя яркие квазары. Сейчас же большинство из них перешли в «спящий» режим, а их аккреционные диски стали значительно беднее материалом.

Учёные отмечают, что замедление роста началось именно после «космического полдня» — периода максимальной звездообразовательной активности во Вселенной. По одной из версий, значительная часть доступного газа уже была израсходована на формирование звёзд или рассеяна в результате различных процессов.

Альтернативная гипотеза: роль первичных чёрных дыр

Исследователи также рассматривают более экзотическую возможность. Согласно их гипотезе, важную роль в ранней истории Вселенной могли сыграть первичные чёрные дыры — гипотетические объекты, которые могли возникнуть в первые мгновения после Большого взрыва из особенно плотных участков плазмы.

В отличие от обычных чёрных дыр, образующихся при взрыве массивных звёзд, первичные чёрные дыры могли иметь самые разные массы — от микроскопических до очень крупных. Их взрывы и испарение в ранней Вселенной могли повлиять на распределение вещества и, косвенно, на то, сколько газа осталось доступным для сверхмассивных чёрных дыр в более поздние эпохи.

Что это значит

Если гипотеза подтвердится, это поможет лучше понять не только эволюцию сверхмассивных чёрных дыр, но и общую историю формирования структуры Вселенной. Пока же учёные продолжают собирать данные, чтобы проверить, действительно ли дело в банальной нехватке «еды» или в более сложных процессах ранней Вселенной.

Вкратце

Самые массивные чёрные дыры во Вселенной резко замедлили свой рост примерно 10 миллиардов лет назад. Исследование почти 8000 объектов показало, что главная причина — нехватка газа, который служит им «пищей». После эпохи «космического полдня» доступного вещества для активной аккреции стало значительно меньше. Учёные также рассматривают гипотезу, что на раннее распределение материи могли повлиять взрывы первичных (микроскопических) чёрных дыр, образовавшихся в первые мгновения после Большого взрыва. Загадка замедления роста самых «прожорливых» объектов Вселенной пока остаётся предметом активных исследований.