Черные дыры могут хранить информацию с начала «времен»

Группа американских астрофизиков из Калифорнийского университета и Колумбийского университета предложила способ идентификации сверхмассивных черных дыр, которые изначально выросли не из материала обычных звезд, а из первичных черных дыр, которые родились вскоре после Большого взрыва.

Есть ли черные дыры, образовавшиеся вскоре после Большого взрыва?

Самые большие черные дыры

Самые большие черные дыры образовались на удивление быстро, менее чем через миллиард лет после Большого взрыва, и теперь сияют из глубин Вселенной в виде ярких квазаров. Сейчас существует по крайней мере 200 сверхмассивных черных дыр, которые существовали, когда Вселенной еще не было миллиарда лет. Ученые также подтвердили существование по крайней мере одной сверхмассивной черной дыры, которая образовалась, когда Вселенной было менее 700 миллионов лет.

Формирование «Современная эпоха»

В современную эпоху черные дыры образуются в результате гибели звезд-гигантов, когда все их ядерное топливо выгорает. В результате коллапса такой звезды рождается черная дыра, масса которой в несколько десятков раз превышает массу Солнца. Этот объект притягивает окружающий материал, газ, а также может сливаться с другими черными дырами в будущем, так что в конечном итоге, если ему повезет, он станет «сверхмассивным».

Этот процесс требует времени

Проблема, однако, в том, что все эти процессы занимают изрядное количество времени. Прежде чем Вселенной исполнился миллиард лет, первые звезды и галактики только начинали формироваться. Таким образом, появление сверхмассивных черных дыр за столь короткое время выходит за рамки известных астрофизических процессов.

Объекты, образовавшиеся после Большого взрыва

Многие ученые считают, что квазары могли появиться достаточно рано, только если бы их ядром были не массивные звезды, а какие-то другие объекты, образовавшиеся в особых условиях в результате флуктуаций плотности первичного «супа» непосредственно из нуклонов в первые моменты жизни. Большой взрыв. еще до эры первичного нуклеосинтеза. Например, это могут быть изначальные черные дыры с массами, превышающими сто миллионов масс Солнца.

Как отличить сверхмассивные черные дыры

Чтобы различать такие сверхмассивные черные дыры от рожденных от обычных звезд астрофизики предложили обратить внимание на их окружение. Моделирование показывает, что вблизи первичных сверхмассивных черных дыр должны наблюдаться высокие концентрации дейтерия и гелия, эти доли могут быть увеличены по сравнению с «обычными» черными дырами более чем на 10%, а содержание лития, наоборот, должно быть уменьшено на не менее десяти%. Причем такие аномалии будут наблюдаться на расстояниях до нескольких тысяч световых лет от такого объекта.

Дейтерий, гелий и литий

Свидетельства этих измененных начальных содержаний дейтерия, гелия и лития могут все еще присутствовать в непосредственной близости от объекта, если он еще не успел поглотить газ, окружавший первичные черные дыры в достаточных количествах, т.е. процессы аккреции (выпадение вещества на черную дыру). все еще довольно активен.

Как астрономы могут подтвердить свои теории?

Изучение родительских галактик таких древних квазаров с очень большим красным смещением (то есть находящихся на максимальном удалении от Земли), а также их окружения с помощью самых современных телескопов может выявить такие ключевые аномалии и подтвердить гипотезу о рождении. большое количество первичных черных дыр на заре Вселенной.