Astronomer från Academy of Sciences och Moscow State University har funnit att formen och storleken på galaxer bestämdes i det avlägsna förflutet av hur många "embryon" av supermassiva svarta hål som innehöll sina utkanter, enligt en artikel publicerad i Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
”De svarta hålen som förutsågs av vår modell borde ha funnits i universum i tillräckligt antal för att förklara alla de kulakluster som bildades. Det pekar på att det finns ett tillräckligt antal svarta hål med en massa av flera tusen solar så att de kan bli "embryon" för kulakluster, "säger Alexander Dolgov från Institutet för teoretisk och experimentell fysik vid den ryska vetenskapsakademin i Moskva, citerad av presstjänsten från Russian Science Foundation.
De flesta massiva galaxerna tros vara bebodda av supermassiva svarta hål, som kan sträcka sig från en miljon till miljarder solmassor. Skälen till bildandet av dessa objekt är ännu inte helt tydliga. Forskare trodde initialt att sådana föremål uppstod på samma sätt som deras normala "kusiner" - som ett resultat av stjärnornas gravitationskollaps och den efterföljande sammanslagningen av flera stora svarta hål.
Observationer av de första galaxerna i universum fick astrofysiker att tvivla på detta - det visade sig att de var "bebodda" av svarta hål med en massa av tiotals miljarder solar. Sådana föremål skulle helt enkelt inte ha tid att växa till den här storleken om de föddes små. Därför började vissa forskare tro att supermassiva svarta hål föds i mer exotiska scenarier - som ett resultat av kollaps av jätte moln av "rent" atomväte eller på grund av klumpar av mörk materia.
Idag tror de flesta astronomer att svarta hål - "tunga vikter" uppstod vid universums gryning från de så kallade urvårdade svarta hålen, som upptar ett mellanläge mellan supermassiva och vanliga svarta hål, vars ursprung fortfarande är okänt. Deras massa, enligt olika beräkningar av forskare, var flera tiotals eller hundratusentals solmassor. Under de senaste tio åren har astronomer aktivt letat efter sådana "frön" av svarta hål, och hittills vet vi mindre än tio kandidater för sådana föremål.
Dolgov och hans kollega Konstantin Postnov från State Astronomical Institute of Moscow State University har funnit att sådana "embryon" skulle kunna spela en nyckelroll i bildandet av alla galaxer och studera hur ofta sådana svarta hål kunde ha uppstått redan innan de första stjärnorna utbröt i det nyfödda universum.
Deras beräkningar visade att under de första dagarna av universumets liv kunde ett stort antal sådana föremål dyka upp, cirka 10-100 tusen gånger mer än antalet alla galaxer i universum. Detta antal svarta hål, enligt Postnov och Dolgov, borde ha varit tillräckligt för födelsen av alla kulakluster som vi känt - de mest forntida "familjer" av stjärnor i utkanten av galaxer, där alla kända svarta hål med mellanliggande massa hittades.
Dessa stjärnor av stjärnor anses i sin tur idag vara ett slags "embryon" kring vilka kärnorna i alla spiral- och elliptiska galaxer som vi känner bildades i det avlägsna förflutet.
Kampanjvideo:
Det stora antalet sådana kluster i det tidiga universum fick forskare att tro att de svarta hålen som bodde i dem kunde "orkestrera" tillväxten av galaxer och kontrollera deras form och massa, och inte tvärtom, som många astrofysiker tror idag.
Med stöd av denna idé beräknade forskare hur formen på galaxen förändrades med förändringen i antalet kulakluster och massan av svarta hål i deras centra, liksom med ökningen och minskningen av massan av "munk" av mörk materia i utkanten av galaxer, som idag anses vara den viktigaste drivfaktorn för deras födelse … Det visade sig att svarta hål spelade en avgörande roll vid födelsen av elliptiska galaxer och spiralgalaxer, vilket tvingade dem att bildas även i de fall då ringen av mörk materia var frånvarande.
Ett liknande scenario för bildandet av galaxer, som forskarna noterar, kan förklara ett av de huvudsakliga kosmologiska mysterierna - varför de tidigaste galaxerna har en mycket stor massa och har mycket tunga svarta hål, vars existensforskare inte kunde förklara tidigare.
