Дослідники давно розмірковували, що ж призвело до формування найдавніших надмасивних чорних дір Всесвіту – космічних монстрів, настільки старих і потужних, що астрономи досі бачать світло, яке вони випромінювали понад 13 млрд років тому.

Тепер нове дослідження, опубліковане в журналі  Nature, свідчить про те, що надмасивні чорні діри утворюються в “ореолах” темної матерії, яка служить “гравітаційним клеєм” для галактик.

Області високої щільності

Дослідники дійшли такого висновку після вивчення моделювання “Ренесансу”, величезного 70-терабайтного комплекту даних, зібраного на суперкомп’ютері Blue Waters для кращого розуміння раннього Всесвіту. Вони виявили, що надмасивні чорні діри, швидше за все, сформувалися у величезних ореолах темної матерії – кожен з них був приголомшливо широким – 2400 світлових років. Раннє швидке зростання цих ореолів перешкоджало утворенню зірок, які б конкурували з чорними дірами за газоподібну речовину, яка потрапляла у вказану область.

“Лише в цих надмірно щільних регіонах Всесвіту ми побачили, як формуються ці чорні діри. Темна матерія створює більшу частину сили тяжіння, а потім газ потрапляє в той гравітаційний потенціал, де може утворювати зірки або масивну чорну діру”.

– співавтор дослідження Джон Уайз, професор Georgia Tech у прес-релізі . 

За словами Уайза, в даному дослідженні вчені виявили абсолютно новий механізм, який викликає утворення масивних чорних дір, зокрема, ореоли темної матерії. Замість того, щоб просто розглядати радіацію, вони дивилися на те, як швидко ростуть ореоли. Це допомогло їм зрозуміти, як розподіляється темна матерія і як гравітація впливатиме на це. Для формування чорної діри необхідно перебувати у рідкісному регіоні з інтенсивною конвергенцією матерії.

Основи галактики

Дослідження примітне не тільки тим, що дає змогу зазирнути в буремні ранні роки Всесвіту, але й значним потенціалом для відкриття напрямків майбутніх досліджень у сфері астрофізики.

“Примусовий та бурхливий характер формування основ галактик під час їх народження запобігав нормальному формуванню зірок і призвів до створення ідеальних умов для формування чорної діри. Дане дослідження змінює попередню парадигму і відкриває нову область досліджень”.

– Джон Реган, дослідник Дублінського міського університету.