Новое теоретическое исследование астрофизика Джонатана Тана из Университета Вирджинии, профессора-исследователя кафедры астрономии Колледжа и Высшей школы искусств и наук, предлагает комплексную модель зарождения сверхмассивных чёрных дыр.
Эти загадочные гиганты скрываются в центрах большинства крупных галактик, включая наш Млечный Путь, и обычно их масса в миллионы или даже миллиарды раз превышает массу Солнца. Их формирование было предметом многочисленных дискуссий, особенно после того, как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) обнаружил множество таких чёрных дыр, существовавших на заре Вселенной.
Теория Тана, известная как Pop III.1, предполагает, что все сверхмассивные чёрные дыры образуются как остатки самых первых звёзд, так называемых звёзд «Популяции III.1». Эти первые звёзды во Вселенной достигли огромных размеров под воздействием энергии, выделяющейся в процессе, известном как аннигиляция тёмной материи. Теория предсказала многие из недавних открытий JWST.
В своей статье «Вспышка ионизации ранней Вселенной звёздами Pop III.1», опубликованной на сервере препринтов arXiv и готовящейся к публикации в журнале «The Astrophysical Journal Letters», Тан, также профессор кафедры космоса, Земли и окружающей среды в Технологическом университете Чалмерса в Гётеборге, Швеция, описывает ещё одно предсказание теории, которое может пролить новый свет на происхождение Вселенной.
«Наша модель предполагает, что предшественники сверхмассивных звёзд, из которых образовались чёрные дыры, быстро ионизировали водородный газ во Вселенной, возвещая о своём рождении яркими вспышками, которые заполнили всё пространство», — сказал Тан.
«Интересно, что эта дополнительная фаза ионизации, произошедшая гораздо раньше, чем та, которую обеспечивали обычные галактики, может помочь разрешить некоторые недавние головоломки и противоречия, возникшие в космологии, включая «напряжение Хаббла», «динамическую тёмную энергию» и предпочтение «отрицательных масс нейтрино», которые бросают вызов стандартной модели Вселенной».
«Это связь, которую мы не ожидали, разрабатывая модель Pop III.1, но она может оказаться чрезвычайно важной», — добавил он.
Исследование получило высокую оценку Ричарда Эллиса, одного из ведущих мировых наблюдательных космологов и профессора астрофизики в Университетском колледже Лондона, который десятилетиями изучал формирование самых ранних галактик и первого света во Вселенной.
«Профессор Тан разработал элегантную модель, которая может объяснить двухэтапный процесс рождения звёзд и ионизации в ранней Вселенной», — сказал Эллис. «Возможно, самые первые звёзды образовались в короткой, яркой вспышке, а затем исчезли — это означает, что то, что мы сейчас видим с помощью телескопа Джеймса Уэбба, может быть лишь второй волной. Вселенная, похоже, всё ещё полна сюрпризов».
Предоставлено Колледжем и Высшей школой искусств и наук Университета Вирджинии.