Зараз астрономи вважають, що в центрі майже кожної галактики Всесвіту є надмасивна чорна діра. На відміну від чорних дір зоряної маси, надмасивні версії, можливо, сформувалися по-різному, переходячи від хмарної хмари безпосередньо до чорної діри - повністю пропускаючи зоряний етап.
З часу свого відкриття астрономи досі не знають, як протікають надмасивні чорні діри. Але вони є, всередині більшості галактик. Насправді спостереження квазара показують, що в ранньому Всесвіті були присутні надмасивні чорні діри. Квазари - одні з найяскравіших об’єктів у Всесвіті, що палають від випромінювання, випромінюваного надмасивними чорними дірами, що активно споживають матеріал.
Однією з можливостей є те, що ці монстри мали покірні начала, починаючи як масивна зірка, перетворюючись на наднову, а потім стаючи чорною дірою. Це процес, який астрономи розуміють досить добре. Проблема цієї теорії полягає в тому, що ці ранні надмасивні чорні діри повинні були постійно рости з самого початку, з максимальною швидкістю, передбаченою фізикою. І як ми бачимо сьогодні, галактики проходять через активні та спокійні стадії залежно від того, коли їх чорна діра споживає матеріал.
Але друга можливість полягає в тому, що ці чорні діри утворилися безпосередньо, зібравши разом стільки матеріалу, що вони повністю обійшли зоряну ступінь.
Доктор Мітчелл К. Бегельман, професор кафедри астрофізичних та планетарних наук Університету Колорадо, Боулдер нещодавно опублікував документ під назвою Чи утворювались надмасивні чорні діри шляхом прямого колапсу? Цей документ наводить цю альтернативну теорію формування чорної діри у ранньому Всесвіті.
Після Великого вибуху Всесвіт достатньо охолола, щоб перші зірки утворилися з первісного водню та гелію. Це був чистий матеріал, незабруднений попередніми поколіннями зірок. Астрономи підрахували, що ці перші зірки, звані Населення III, мали б максимальну швидкість, щоб вони могли зібрати матеріал для формування зірки.
Але що робити, якщо навколо було набагато більше газу? Шлях за межі, які могли б утворити зірку.
Зі звичайною зіркою матеріал надходить порівняно повільно, створюючи центральну масу. При достатній масі зірка запалюється, і це створює і зовнішній тиск, який зупиняє подальше ущільнення матеріалу надто щільно.
Але доктор Бегельман підрахував, що якщо швидкість припливу перевищить лише кілька десятих частин сонячної маси на рік, зоряне ядро буде настільки щільно пов'язане, що виділення енергії ядерного синтезу не буде достатньо, щоб зупинити ядро від продовження договір. У вас ніколи не було зірки, ви б просто перейшли від хмари водню до щільно пов'язаної центральної маси. А потім чорна діра.
Питання в тому, чи можна було б так швидко зібрати матеріал? Він може, якщо щось штовхає його, як темна матерія. За словами доктора Бегельмана, може бути декілька ситуацій, коли зовнішня сила, як сила тяжіння від великого ореолу темної речовини, яка могла б діяти, щоб вивести газ у центральну зону. Насправді матеріал був обчислений таким чином, що він швидко потрапляє у чорну діру, оскільки це швидкість, необхідна квазарам. Але питання полягає в тому, чи спрацює це, якщо чорної діри там немає, або вона справді мала.
Як тільки з’являється кілька сонячних мас накопиченого газу, ядро починає скорочуватися під стягуванням його зростаючої маси. Об'єкт проходить короткий період ядерного синтезу, коли він досягає 100 сонячних мас, але він проходить через цю фазу так швидко, що не має шансу знову розширитися.
Врешті-решт об’єкт досягає декількох тисяч сонячних мас, а його температура піднялася до кількох сотень мільйонів градусів. У цей момент гравітація, нарешті, переймає, руйнуючи ядро і перетворюючи об'єкт у чорну діру сонячної маси 10-20, яка потім починає витрачати всю масу навколо нього.
З цього моменту чорна діра здатна ефективно втягувати подальший матеріал, зростаючи на максимальних рівнях, передбачених фізикою, врешті-решт набираючи мільйони разів більше маси Сонця. Якщо потрапляє занадто багато матеріалу, дитяча надмасивна чорна діра може діяти як міні-квазар - доктор Бегельман назвав це «квазістаром» - палаючий радіацією, оскільки падаючий матеріал резервується в оточенні чорної діри.
І є добра новина: цих квазістарів можна виявити потужними телескопами. Однак вони мали б дуже короткі терміни життя, лише тривалістю 100 000 років. Вони можуть бути незначно виявлені майбутнім космічним телескопом Джеймса Вебба.
Оригінальне джерело: архівський папір
