Загадка того, как образовались первые квазары во Вселенной - то, что озадачивало ученых на протяжении почти 20 лет - теперь решена группой астрофизиков.
Существование более 200 квазаров, питаемых сверхмассивными черными дырами менее чем через миллиард лет после Большого взрыва, оставалось одной из нерешенных проблем в астрофизике, поскольку так и не было до конца понятно, как они образовались так рано.
Команда экспертов под руководством доктора Дэниела Уалена из Портсмутского университета установила, что первые квазары естественным образом сформировались в жестоких, турбулентных условиях редких резервуаров газа в ранней Вселенной.
Несколько лет назад суперкомпьютерное моделирование показало, что ранние квазары могли формироваться на стыках редких, холодных, мощных потоков газа.
Сегодня черные дыры образуются, когда у массивных звезд заканчивается топливо и они разрушаются, но их масса обычно составляет всего 10-100 солнечных масс.
Астрофизики давно предполагали, что звезды с массой 10 000-100 000 солнечных масс формировались в ранней Вселенной, но только в экзотических, тонко настроенных условиях, таких как сильный ультрафиолетовый фон или сверхзвуковые потоки между газом и темной материей, которые не имеют никакого сходства с турбулентными облаками, в которых формировались первые квазары.
Доктор Уолен сказал: «Для нас эти звезды как динозавры на Земле, они были огромными и примитивными. И у них была короткая жизнь, которая длилась всего четверть миллиона лет, прежде чем распасться на черные дыры».
Суперкомпьютерные модели вернулись в самые ранние времена и обнаружили, что холодные, плотные потоки газа, способные вырастить черную дыру с массой в миллиард солнечных масс всего за несколько сотен миллионов лет, создали свои собственные сверхмассивные звезды без какой-либо необходимости в необычной среде. Холодные потоки вызвали турбулентность в облаке, которая препятствовала формированию нормальных звезд, пока облако не стало настолько массивным, что катастрофически разрушилось под собственным весом, образовав две гигантские исходные звезды - одну с массой 30 000 солнечных масс и другую с массой 40 000.
Следовательно, единственные первичные облака, которые могли образовать квазар сразу после космического рассвета - когда образовались первые звезды во Вселенной — также удобно создали свои собственные массивные семена. Этот простой, красивый результат объясняет не только происхождение первых квазаров, но и их демографию — их численность в ранние времена.
Первые сверхмассивные черные дыры были просто естественным следствием формирования структур в холодных космологиях темной материи - дети космической паутины.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20220706185625
Обозрение "Terra & Comp".
