Изучение формирования СМЧД является важной темой в современной астрофизике. Наиболее популярная современная теория предполагает, что зародыши будущих СМЧД формировались после гибели первых массивных звезд ранней Вселенной, а затем эти зародыши продолжили аккумулировать окружающий их газ, чтобы в конечном счете превратиться в СМЧД, которые мы наблюдаем сегодня. Однако этой теории бросает вызов тот факт, что массы большинства массивных звезд, обнаруженных в местной части Вселенной, составляют примерно от одной до двух сотен масс Солнца. Если звезда с такой массой взрывается как сверхновая, то оставшейся на ее месте черной дыре требуется поддерживать максимально возможную эффективность аккреции материала, чтобы вырасти до размеров СМЧД, наблюдаемых сегодня. Однако в реальных условиях очень сложно обеспечить постоянное поддержание максимальной скорости аккреции газа.
В своей работе команда Морийи предлагает рассмотреть возможность существования релятивистски нестабильной сверхновой, прародителем которой является первичная сверхмассивная звезда (10^4 – 10^5 масс Солнца). Согласно этой гипотезе, во Вселенной существовало небольшое число первичных звезд массами порядка десятков тысяч масс Солнца. Они могли послужить прародителями первых зародышей СМЧД в галактиках Вселенной. В случае такого большого зародыша у него появляется «запас» по скорости аккреции, которая теперь не должна постоянно поддерживаться на максимально возможном уровне.
Но как доказать возможность существования таких первичных звезд с учетом того, что большинство из них сколлапсировало в черные дыры? В своей работе Мория и его группа провели изучение процессов лучистого переноса вещества на оригинальной математической модели и пришли к выводу, что предстоящая миссия JWST имеет возможность наблюдать такую сверхновую. Осталось дождаться и проверить это предположение, отмечают авторы.
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.