Астрофізики виявили кандидата в чорні діри прямого колапсу
CR7 втричі яскравіше найяскравішою з відомих на сьогодні далеких галактик.
Астрофізикам вдалося вперше виявити кандидата в чорні діри прямого колапсу в ранньому Всесвіті. Такі чорні діри, за припущеннями вчених, утворювалися в результаті колапсу масивних газових хмар, а не окремих зірок.
Надмасивні чорні діри з’явилися ще в ранньому Всесвіті. Наприклад, ще кілька років тому вчені повідомили про існування чорної діри масою приблизно в два мільярди сонячних мас, яка «народилася» лише через 770 мільйонів років після Великого вибуху – тобто ще до закінчення епохи реіонізаціі, коли утворювалися перші зірки. Вчені не можуть однозначно пояснити, як ці молоді об’єкти, що з’явилися тільки в період синтезу елементів, важчих за гелій, набрали величезну масу так швидко.
Велика швидкість зростання цих «неможливих» чорних дір викликає безліч питань у вчених, так як, згідно з сучасними законами фізики, навіть для чорної діри існують обмеження. Так, фізики вирахували, що маса чорної діри, «поглинає» навколишній її речовина безперервно і з максимально можливою швидкістю, буде подвоюватися кожні 50 мільйонів років. Ця швидкість, за оцінками експертів, занадто мала для того, щоб чорна діра зоряної маси так швидко могла перетворитися в сверхмассивную.
Існує кілька сценаріїв, що пояснюють утворення таких «гігантів» і один з них має на увазі прямий колапс. Така модель передбачає, що чорні діри з’явилися не в результаті колапсу першого покоління зірок, а в обхід зірок-посередників через прямий колапс масивних газових хмар. Такі «зародки» мали б початкові маси від 10 до 100 тисяч мас Сонця, що трохи зменшує час освіти надмасивних чорних дір на ранніх етапах.
У своїй роботі вчені проаналізували результати спостережень в рамках огляду CANDELS / GOODS-S за галактикою CR7 – найбільш яскравим джерелом випромінювання в лінії водню Лайман-альфа. Спектральні особливості об’єкта, що знаходиться всередині неї, вказали на його високу температуру – близько 100 тисяч кельвінів. Цією температури достатньо для іонізації гелію. Крім того, вчені не виявили спектральних ліній, що відповідають елементам, важчих за гелій. Зіставивши характер випромінювання з віддаленістю об’єкту (z = 6,604) і його можливої масою (108 мас Сонця), дослідники припустили, що це може бути або зоряне скупчення первинних зірок, або чорна діра прямого колапсу.