Нове моделювання показує, що малі червоні точки Вебба проходять фазу швидкого росту, що може пояснити раннє утворення чорних дір.
Маленькі червоні крапки, крихітні, надзвичайно червоні об’єкти, виявлені космічним телескопом Джеймса Вебба в ранньому Всесвіті, можуть показати, як чорні діри ростуть настільки великими та швидкими.
Менш ніж через 600 мільйонів років після Великого вибуху астрономи виявили чорні діри, маса яких у мільйони або навіть мільярди разів перевищує масу Сонця. Було важко зрозуміти, як вони набрали стільки маси за той час, і нові моделі показують, що точки можуть демонструвати швидке зростання, необхідне для досягнення цього.
Астрономи очікували, що Вебб допоможе вирішити цю головоломку, виявивши тьмяніші та віддаленіші галактики. Дивлячись далі в космос, вони дають змогу озирнутися в минуле, тому що світлу потрібен час, щоб досягти їх. Галактика, світло якої подорожувало 11 мільярдів або 12 мільярдів років, буде виглядати так, як було тоді. Однак глибокий погляд Вебба на ранній Всесвіт створив власну загадку, коли він виявив велику кількість червоних точок, природа яких була незрозумілою.
Збільшення масштабу народження чорної діри
Щоб зрозуміти, що могло породити ці об’єкти, команда під керівництвом Санмьон Чон з Інституту астрофізики Макса Планка розробила модель того, як газ поводився в ранньому Всесвіті після взаємодії між навколишньою галактикою та окремими хмарами в цьому середовищі.
Дослідники використовували ATERUI III, суперкомп’ютер Японської національної астрономічної обсерваторії, щоб провести найдетальніше космологічне моделювання на сьогодні. Його високопродуктивні обчислювальні можливості дозволили цим хмарам розширюватися, враховуючи умови навколо них.
Візуальне відео симуляції ATERUI III, яке демонструє еволюцію Всесвіту до утворення надмасивних чорних дір. Авторство зображення: Сонмьон Чон, Такаакі Такеда, проект 4D2U, NAOJ
Газові диски дозволяють надзвичайно збільшити швидкість
У змодельованих хмарах випромінювання сусідніх галактик змінило процес утворення зірок. Інтенсивне ультрафіолетове випромінювання пригнічувало утворення багатьох менших зірок, дозволяючи газу накопичуватися замість надмасивної зірки. Коли зірка розвалилася, вона залишила за собою насіння чорної діри, яка стала відправною точкою набагато більшої чорної діри. Найголовніше, що яйце утворюється в щільному газовому диску, який містить випромінювання. Цей навколишній матеріал дозволив чорній дірі рости зі швидкістю в десятки разів швидше, ніж це можливо в сучасному світі.
Отримані чорні діри мали властивості, які збігалися з властивостями Малої Червоної Плями, підтверджуючи ідею про те, що телескоп спостерігав цю ранню стадію швидкого розвитку. Моделі також підказали причину поширення таких об’єктів. Як утворення насіння, так і його подальший ріст відбувалися природним шляхом в умовах раннього Всесвіту, не вимагаючи екзотичних припущень чи рідкісних збігів для пояснення багатьох моментів, які спостерігав Вебб.
Довідка: «Надмасивні чорні діри та маленькі червоні крапки з’являються природним чином у симуляціях» Сонмьон Чон, Шінго Хірано, Томоакі Ісіяма, Сок-Джун Чанг і Фолькер Спрінгель, 16 вересня 2026 р. природа.
DOI: 10.1038/s41586-026-10985-8
Ця робота була підтримана грантами JSPS KAKENHI з номерами JP21H01122 (TI), JP21K13960, JP21H01123 та JP26K00743 (SH).
Ніколи не пропустіть прорив: приєднуйтесь до інформаційного бюлетеня SciTechDaily.
Слідкуйте за нами в Google і Google News.
