50 миллионов Солнц и почти ни одной звезды. Астрономы нашли необычную чёрную дыру, ломающую представления о Вселенной

Обнаружение чёрной дыры, масса которой примерно в 50 миллионов раз превышает солнечную, стало неожиданностью для астрономов и поставило под сомнение привычные представления о формировании галактик. Этот объект был зафиксирован телескопом «Джеймс Уэбб» в молодой галактике Abell 2744-QSO1, существовавшей всего через 700 миллионов лет после Большого взрыва. Особенно удивительно, что рядом практически нет звёзд — обычных спутников подобных объектов.

До сих пор считалось, что чёрные дыры рождаются либо одновременно со звёздами, либо позже — в результате гибели наиболее массивных из них. Однако в случае с QSO1 всё говорит о том, что массивный объект сформировался независимо, без поддержки полноценной звёздной системы. Это делает открытие особенно ценным — такие объекты не вписываются в традиционные сценарии и указывают на более сложные процессы во Вселенной.

Учитывая, что галактика содержит крайне малое количество звёзд, возникает вопрос: как столь крупная чёрная дыра могла появиться в условиях почти полного отсутствия звёздного вещества? Команда исследователей из Кембриджского университета решила проверить гипотезу, выдвинутую ещё в 1970-х годах Стивеном Хокингом и Бернардом Карром. Согласно ей, в первые моменты после Большого взрыва в условиях экстремальной плотности могли формироваться так называемые первичные чёрные дыры — не из погибших звёзд, а напрямую из флуктуаций плотности материи.

Авторы работы смоделировали эволюцию такой гипотетической первичной чёрной дыры, взяв в качестве исходного параметра массу порядка 50 миллионов Солнц. В этих моделях учитывались не только поведение газа, но и процессы звёздообразования, а также влияние взрывов сверхновых. Это позволило проследить, как объект мог бы наращивать массу, даже в условиях минимального звёздного фона.

Сравнение результатов моделирования с реальными данными, полученными от телескопа «Джеймс Уэбб», показало поразительное совпадение — как по массе чёрной дыры, так и по количеству звёзд и химическим элементам в окрестностях объекта. Авторы подчёркивают, что хотя прямых доказательств происхождения чёрной дыры QSO1 из первичного зачатка пока нет, такой сценарий выглядит убедительно на фоне неспособности стандартных моделей объяснить обнаруженное.

Тем не менее пока остаются нерешённые вопросы. Обычные расчёты предполагают, что первичные чёрные дыры редко достигают массы свыше одного миллиона солнечных, тогда как наблюдаемый объект в десятки раз массивнее. Одна из возможных гипотез — начальное формирование таких объектов в плотных скоплениях, где последующие слияния позволяли бы им быстро наращивать массу. Однако этот процесс пока плохо изучен и не имеет надёжного подтверждения.

Кроме того, для появления столь массивного объекта могла бы потребоваться мощная доза излучения высокой энергии в ранней Вселенной. Пока не обнаружено свидетельств наличия такого источника рядом с QSO1. Несмотря на это, исследование открывает новое направление в изучении происхождения сверхмассивных чёрных дыр и указывает на необходимость пересмотра привычных космологических сценариев.