Сверхмассивные черные дыры (СЧД) - это черные дыры с массой от 100 000 масс Солнца, которые обитают в центральных областях галактик и поглощают все, что подходит к ним на достаточно близкое расстояние, минуя горизонт событий.
Но как появились эти "гравитационные чудовища"?
На сегодняшний день существуют две теории:
- СЧД выросли из меньших "семян";
- СЧД всегда были такими.
Первая теория предполагает, что изначально СЧД были первичными черными дырами (гипотетические крошечные черные дыры, которые образовались в самые ранние моменты существования Вселенной) или черными дырами звездной массы (черные дыры с массой от 2,5 до 5,6 солнечных масс, формирующиеся в результате коллапса некоторых массивных звезд). Со временем они "растолстели", поглощая все окружающее их вещество, которого в ранней Вселенной было в избытке, и за миллиарды лет эволюционировали в СЧД.
Вторая теория предполагает, что СЧД всегда были СЧД, а появились они в результате прямого коллапса гигантских газовых облаков, которые существовали в ранней Вселенной. Эти облака были довольно редкими объектами, потому что:
- Они включали очень мало элементов тяжелее водорода и гелия;
- Они были крайне плотными (содержали очень много массы в относительно небольшом объеме);
- Они вращались с небольшой скоростью.
В ходе взаимодействия с окружением облака не дробились на более мелкие фрагменты и не образовывали звезды - они колларсировали разом, превращаясь в СЧД.
Какой теории ученые отдают предпочтение?
Однозначно второй, так как в пользу ее истинности у нас есть весомый аргумент в лице СЧД, которые существовали, когда Вселенной было "всего" несколько сотен миллионов лет. То есть у этих объектов — если они набирали свою массу постепенно — в запасе было слишком мало времени, чтобы стать столь массивными.
Примечательно, что если вторая теория верна, то СЧД ответственны за формирование галактик.
Почему все еще существует первая теория?
Возможно, мы все же очень плохо знаем историю молодой Вселенной, и имеем слабое представление об условиях, царящих в первые 500 миллионов лет ее "жизни". Вероятно, законы физики, выявленные нами, актуальны лишь для Вселенной в ее нынешнем состоянии (соответствующее исследование ЗДЕСЬ), и быстрый рост черных дыр с их последующим превращением в СЧД был актуален до определенной эпохи.