Астрономи знайшли "первинну чорну діру", яка могла з'явитися одразу після Великого вибуху

Стародавня та "майже гола" чорна діра, яка, на думку астрономів, могла утворитися в першу частку секунди після Великого вибуху, була виявлена космічним телескопом імені Джеймса Вебба.

Якщо буде підтверджено, що це так звана первинна чорна діра, теоретичний клас об'єктів, існування яких пророкував Стівен Хокінг, але які ніколи раніше не спостерігалися, відкриття переверне існуючі теорії про Всесвіт, пише The Guardian.

Досі загальноприйнятою точкою зору було те, що спочатку з'явилися зірки та галактики, а чорні діри утворилися лише тоді, коли у перших зірок закінчилося паливо і вони колапсували під дією власної гравітації.

Проте останні спостереження космічного телескопа здаються несумісними із цією теорією.

«Ця чорна діра практично гола, – каже професор Кембриджського університету Роберто Майоліно. - Це справді складне завдання для теорій. Схоже, що ця чорна діра утворилася без будь-якої попередньої галактики».

Передбачається, що первинні чорні діри утворилися в перші частки секунди після Великого вибуху внаслідок колапсу щільніших і гарячіших областей. У цьому сценарії чорні діри різних розмірів були вплетені в тканину космосу практично з самого початку і служили гравітаційними кишенями, навколо яких почали накопичуватися пил та газ, що утворили перші галактики. Хокінг висунув цю теорію в 1970-х роках, але за минулі десятиліття вона не отримала наглядових підтверджень, і з того часу її стали вважати спекулятивною та «екзотичною».

Останні спостереження були зосереджені на «маленькій червоній точці», відомій як QSO1, вік якої становить понад 13 мільярдів років, коли Всесвіту було лише 700 мільйонів років. Це одна з багатьох подібних точок, виявлених телескопом. Вони настільки червоні, настільки компактні і настільки яскраві, що астрономи дійшли висновку, що це, мабуть, давні надмасивні чорні діри.

Зазвичай вважається, що чорні діри спочатку маленькі і з часом розростаються, поглинаючи зірки, тому вчені дивуються, як ці чорні діри стали такими великими на ранньому етапі історії Всесвіту.

Незважаючи на величезну віддаленість QSO1, астрономам вдалося відстежити орбітальну швидкість обертового гало з газу та пилу. Маса центральної чорної діри склала 50 млн сонячних мас, а загальна маса навколишнього матеріалу склала менше половини цієї маси.

«Це різко контрастує з тим, що ми спостерігаємо в нашому локальному Всесвіті, де чорні діри в центрах галактик [наприклад, Чумацького Шляху] приблизно в тисячу разів менш масивні, ніж їхня батьківська галактика», - каже Майоліно.

В ході окремого аналізу було виявлено, що матерія, що світиться, навколо чорної діри, хімічно «чиста» і складається майже виключно з водню і гелію — двох елементів, що залишилися після Великого вибуху. Відсутність важчих елементів, що утворюються в зірках, підтверджує відсутність значного зіркоутворення поблизу чорної діри.

«Ці результати змінюють парадигму, – сказав Майоліно. - Тут ми спостерігаємо утворення величезної чорної діри практично без галактики, наскільки можна судити за даними».

Інший спосіб, яким це могло статися, - це колапс величезної газопилової хмари в ранньому Всесвіті безпосередньо в чорну діру, а не фрагментацію та утворення зірок. Однак, згідно з прогнозами, для «прямого колапсу» потрібні вельми специфічні умови довкілля, які не спостерігалися, що змушує вчених віддавати перевагу версії про первинну чорну діру.

Професор Ендрю Понтцен, космолог із Даремського університету, який не брав участі в дослідженні, сказав: "Підтвердження початкового походження чорних дір матиме глибокі наслідки для фундаментальних законів фізики".