Космічний телескоп «Джеймc Вебб» змінив уявлення про виникнення чорних дір — учені

Чорні діри не тільки існували на початку часів, вони народжували нові зірки та утворювали надзаряджені галактики.

Про це свідчать результати аналізу даних космічного телескопа «Джеймса Вебба», проведеного ученими з Університету Джона Гопкінса (США), повідомляє прес-служба вишу.

Це розуміння перевертає теорії про те, як чорні діри формують космос, кидаючи виклик класичному уявленню про те, що вони утворилися після появи перших зірок і галактик, — наголошується у статті. — Натомість чорні діри могли різко прискорити народження нових зірок протягом перших 50 млн років існування Всесвіту, швидкоплинного періоду з його 13,8 млрд років історії.

Ученим вже було добре відомо, що гігантські чорні діри є у центрі галактик поблизу нашого Чумацького Шляху.

Але зараз великий сюрприз полягає в тому, що вони також були присутні на початку Всесвіту і були майже як будівельні блоки … для ранніх галактик, — наголошують дослідники.

Вони дійсно прискорили все, як гігантські підсилювачі зореутворення, що є цілковитим поворотом у тому, що ми вважали можливим раніше — настільки, що це може повністю перевернути наше розуміння того, як формуються галактики, — зазначають учені.

Загальноприйнята думка стверджує, що чорні діри утворилися після колапсу надмасивних зірок і що галактики утворилися після того, як перші зірки освітили темний ранній Всесвіт.

Однак деякі галактики з самого раннього Всесвіту, які спостерігали за допомогою «Джеймса Вебба», виявляються набагато яскравішими, ніж передбачали вчені, і виявляють надзвичайно велику кількість молодих зірок і надмасивних чорних дір.

Таким чином, проведений ученими аналіз показує, що чорні діри та галактики співіснували та впливали на долю одна одної протягом перших 100 млн років.

Якби вся історія Всесвіту була 12-місячним календарем, ці роки були б схожі на перші дні січня, — зазначають учені.

На думку учених, пояснення полягає в тому, що вплив чорних дір подрібнював газові хмари у ранньому Всесвіті, перетворюючи їх на зірки і значно прискорюючи швидкість зореутворення.

Інакше дуже важко зрозуміти, звідки взялися ці яскраві галактики, адже в ранньому Всесвіті вони зазвичай менші за розміром. З якого дива вони повинні так швидко утворювати зорі? — наголошують дослідники.

Чорні діри — це області в просторі, де гравітація настільки сильна, що ніщо не може уникнути її тяжіння, навіть світло. Завдяки цій силі вони генерують потужні магнітні поля, які створюють сильні шторми, викидаючи турбулентну плазму і, зрештою, діють як величезні прискорювачі частинок.

За словами учених, саме цей процес, ймовірно, є причиною того, що детектори «Джеймса Вебба» виявили більше цих чорних дір і яскравих галактик, ніж очікували вчені.

Ми не можемо побачити ці бурхливі вітри або струмені на дуже далекій відстані, але ми знаємо, що вони повинні бути присутніми, тому що ми бачимо багато чорних дір на ранній стадії розвитку Всесвіту, — зазначають учені. — Ці величезні вітри, що йдуть від чорних дір, розчавлюють сусідні газові хмари і перетворюють їх на зірки. Це та відсутня ланка, яка пояснює, чому ці перші галактики набагато яскравіші, ніж ми очікували.

За оцінками дослідників, молодий Всесвіт мав дві фази:

• під час першої високошвидкісні потоки з чорних дір прискорили утворення зірок;
• згодом, на другій фазі, потоки сповільнилися.

Через кілька сотень мільйонів років після Великого вибуху газові хмари зруйнувалися через магнітні бурі надмасивних чорних дір, і нові зірки народжувалися зі швидкістю, що значно перевищує швидкість, яку спостерігали мільярди років потому в звичайних галактиках, — зазначається у статті.

За словами учених, подальше утворення зірок сповільнилося, тому що ці потужні витоки перейшли в стан збереження енергії, зменшивши кількість газу, доступного для формування зірок у галактиках.

Ми вважали, що спочатку галактики утворюються при колапсі гігантської газової хмари, — зазначають учені. — Великою несподіванкою виявилося те, що в середині цієї хмари було «насіння» — велика чорна діра, яка допомогла швидко перетворити внутрішню частину хмари на зірки зі швидкістю, набагато більшою, ніж ми коли-небудь очікували. Тому перші галактики неймовірно яскраві.