Astronomer har upptäckt tre supermassiva svarta hål i det tidiga universum som har blivit en miljard gånger tyngre än solen på bara hundratusen år, vilket är omöjligt ur modern astronomiska teoriers synvinkel, enligt en artikel publicerad i Astrophysical Journal.
”Ingen aktuell teoretisk modell kan förklara förekomsten av dessa objekt. Deras upptäckt i det tidiga universumet tvivlar på nuvarande teorier om svarta hålbildning, och nu måste vi skapa nya modeller för att förklara hur galaxer och svarta hål uppstår, säger Joseph Hennawi från University of California i Santa Barbara (USA).).
Man tror att centrum för de mest massiva galaxerna är hem för supermassiva svarta hål, vars massa kan sträcka sig från en miljon till miljarder gånger solens massa. Anledningarna till bildandet av dessa föremål är ännu inte helt tydliga. Forskare trodde inledningsvis att sådana föremål uppstod på samma sätt som deras normala "kusiner" - som ett resultat av gravitationell kollaps av stjärnor 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 är bebodda av svarta hål med en massa av tiotals miljarder solar. Sådana objekt, som beräkningarna visar, skulle helt enkelt inte ha tid att växa till en sådan storlek om de föddes små. Därför började vissa forskare tro att supermassiva svarta hål föds enligt mer exotiska scenarier - som ett resultat av kollapsen av jätte moln av "rent" atomväte eller på grund av klumpar av mörk materia.
Hennawi och hans kollegor hittade ytterligare bevis för att svarta hål i det tidiga universum växte för snabbt och störde alla idéer om deras utveckling. Forskarna upptäckte sex supermassiva svarta hål på en gång, vilket vi ser i det tillstånd där de bara var 850 miljoner år efter Big Bang.
De första galaxerna i universum hade just börjat bildas vid denna tidpunkt och, som forskare tidigare trodde, kunde svarta hål i deras centrum inte vara "tungvikter" som inte är sämre i massa än moderna kvasarer. De tre svarta hålen som Henawi-teamet hittade med Keck II-teleskopet på Hawaii motsäger denna idé - de är ungefär en miljard gånger tyngre än solen, vilket är tusentals gånger massan av det svarta hålet Sgr A * mitt i Vintergatan.
I enlighet med moderna idéer om galaxernas utveckling kan ett svart hål få en sådan massa genom att absorbera materia ungefär samma som universum existerar, vilket var omöjligt för kvasarer födda under de första miljarder åren av dess liv. Även om de "åt" kontinuerligt och kontinuerligt absorberade gas och damm skulle deras tillväxt försenas i hundratals miljoner år, vilket är möjligt, men osannolikt.
Författarna till artikeln bestämde sig för att hitta ett svar på den här frågan med hjälp av ett enkelt mönster från livet för sådana objekt. När svarta hål "äter" matar de ut strålar i det omgivande utrymmet, smala strålar av superhotmaterial som rör sig i hastighet med nästan ljus. Dessa strålar värmer upp det intergalaktiska utrymmet och joniserar det, vilket gör det mer "transparent" för ljus. Följaktligen, ju mer transparent galaxens miljö är, desto längre varar "lunchen" för det svarta hålet i dess centrum.
Kampanjvideo:
Till astronomernas överraskning var stadsdelarna i alla tre galaxer - CFHQS J2229 + 1457, SDSS J1335 + 3533 och SDSS J0100 + 2802 - oväntat ogenomskinliga, vilket tyder på att svarta hål i deras centrum aktivt har absorberat materia i högst 100 tusen år. Sådana höga "aptiter" av svarta hål passar inte in i någon teoretisk ram, och deras upptäckt, som forskare påpekar, talar för alternativa teorier om bildandet och tillväxten av kvasarer.
”Vi skulle vilja hitta andra liknande föremål. Deras upptäckt var en stor framgång för oss, och upptäckten av andra svarta hål i det tidiga universumet kommer att indikera att många kvasar kan vara mycket yngre än vi tidigare trodde, avslutar Christina Eilers, en universitetskollega vid Hennawi.
