Очень вероятно, что последнее изображение, которое приходит на ум, когда думаешь о черных дырах, - это то, что их нужно взращивать, поддерживать и защищать в молодом возрасте. Но новое исследование показывает, что первые большие черные дыры во вселенной, вероятно, образовались и выросли глубоко внутри гигантских, звездоподобных коконов, которые подавили их мощное рентгеновское излучение и предотвратили выброс окружающих газов.
«До недавнего времени многие думали, что сверхмассивные черные дыры начали свое существование с объединения многочисленных маленьких черных дыр во вселенной», - сказал Митчелл Бегельман из Университета Колорадо-Боулдер. «Эта новая модель развития черной дыры указывает на возможный альтернативный путь к их образованию».
Считается, что обычные черные дыры являются остатками звезд немного больше нашего Солнца, которые израсходовали топливо и погибли.
Но первые большие черные дыры, вероятно, образовались из очень больших звезд, которые образовались в начале Вселенной, вероятно, в течение первых нескольких сотен миллионов лет после Большого взрыва. Уникальный процесс превращения этих больших звезд в черные дыры включает образование защитного кокона, сделанного из газа.
«Что нового здесь, мы думаем, что нашли новый механизм для формирования этих гигантских сверхмассивных звезд, который дает нам новый способ понять, как большие черные дыры могли образоваться относительно быстро», - сказал Бегельман.
Эти ранние сверхмассивные звезды выросли бы до огромных размеров - в десятки миллионов раз больше массы нашего Солнца - и были бы недолговечными, а их ядро разрушалось всего за несколько миллионов лет.
По словам Бегельмана, основным требованием для формирования сверхмассивных звезд является накопление вещества со скоростью около одной солнечной массы в год. Из-за огромного количества вещества, потребляемого сверхмассивными звездами, последующие начальные черные дыры, которые образовались в их центрах, могли начать намного больше, чем обычные черные дыры.
Бегельман сказал, что сверхмассивные звезды, сжигаемые водородом, должны были бы стабилизироваться их собственным вращением или некоторой другой формой энергии, такой как магнитные поля или турбулентность, чтобы способствовать быстрому росту черных дыр в их центрах.
После образования начальных черных дыр процесс вступил во вторую стадию, которую Бегельман назвал стадией «квазистар». На этом этапе черные дыры быстро росли, проглатывая вещество из раздутой оболочки газа, окружающей их, которая в конечном итоге раздувалась до размеров, равных солнечной системе Земли, и в то же время охлаждалась, сказал он.
Как только квазистары охладились до определенной точки, излучение стало выходить с такой высокой скоростью, что это привело к рассеиванию газовой оболочки и оставлению черных дыр в 10000 раз или более массы солнечного Земли. При таком большом росте над обычными черными дырами они могли превратиться в сверхмассивные черные дыры в миллионы или миллиарды раз больше массы Солнца, либо поглощая газ из окружающих галактик, либо сливаясь с другими черными дырами в чрезвычайно сильных галактических столкновениях.
Бегельман сказал, что большие черные дыры, образовавшиеся из ранних сверхмассивных звезд, могли оказать огромное влияние на эволюцию Вселенной, включая формирование галактик, возможно, производящих квазары - очень яркие энергетические центры далеких галактик, которые могут быть в триллион раз ярче чем наше солнце.
Статья Бегельмана будет опубликована в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.
Источник: EurekAlert
