Астрофизики из Западного университета, США, обнаружили признаки, указывающие на прямое формирование черных дыр, то есть формирование, не включающее стадию коллапса обычной массивной звезды. Формирование черных дыр по этому механизму в ранней Вселенной может дать ученым возможность объяснить присутствие экстремально массивных черных дыр на самой ранней стадии истории Вселенной.
Шантану Басу (Shantanu Basu) и Арпан Дас (Arpan Das) с кафедры физики и астрономии Западного университета предложили объяснение наблюдаемому распределению черных дыр по массам и светимостям (в окрестностях черных дыр свет испускает поглощаемый ими материал), которое прежде не могло быть объяснено.
Эта модель базируется на очень простом допущении: сверхмассивные черные дыры формируются очень быстро и затем резко прекращают расти. Это объяснение радикально отличается от современных представлений о формировании черных дыр звездных масс, согласно которым черные дыры возникают при коллапсе очень массивной звезды.
«Это непрямое подтверждение наблюдениями гипотезы о том, что черные дыры образуются в результате прямого коллапса материи и не являются остатками сгоревших звезд», — говорит Басу, профессор астрономии Западного университета и признанный международный эксперт по ранним стадиям формирования звезд и эволюции протопланетных дисков.
Басу и Дас разработали эту новую математическую модель, рассчитав функцию массы сверхмассивных черных дыр, которые формируются в течение ограниченного периода времени и испытывают стремительное, экспоненциальное увеличение массы. Это увеличение массы либо регулируется пределом Эддингтона, который устанавливается балансом между излучением и гравитационными силами, либо может несколько превосходить этот предел, пояснили авторы.
Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.
