Эволюция галактик и черных дыр в их ядрах тесно связаны между собой. Но что из них образовалось первым? Ученые утверждают, что разобрались с этим вопросом и воссоздали двухэтапное развитие ранней Вселенной, пишет universemagazine.
История ранней Вселенной
Черные дыры не только существовали на заре времен, они рождали новые светила и ускоряли формирование галактик, свидетельствует новый анализ данных космического телескопа James Webb.
Эти открытия переворачивают теории о том, как черные дыры формируют космос, бросая вызов классическому пониманию, что они образовались после появления первых звезд и галактик. Ученые утверждают, что эти объекты существовали уже в течение первых 50 млн лет существования Вселенной — достаточно короткого периода по сравнению с ее общей историей, которая длилась 13,8 млрд лет.
Сверхмассивные черные дыры существуют в центре галактик, включая Млечный Путь, а недавно оказалось, что они присутствовали еще в начале существования Вселенной и были, фактически, кирпичиками или семенами для ранних галактик. Они выступали как гигантские усилители звездообразования.
Далекие галактики из очень ранней Вселенной, наблюдаемые с помощью телескопа James Webb, выглядят гораздо ярче, чем предполагали ученые, и обнаруживают необычно большое количество молодых звезд и сверхмассивных черных дыр.
Первые галактики и черные дыры
Принято считать, что черные дыры образовались после коллапса сверхмассивных звезд, а галактики — после того, как первые звезды озарили темную раннюю Вселенную. Но анализ, проведенный командой ученых, свидетельствует, что черные дыры и галактики сосуществовали и влияли на судьбу друг друга в течение первых 100 млн лет.
Черные дыры — это области в космосе, где гравитация настолько сильна, что ничто не может избежать ее притяжения, даже свет. Благодаря этой силе они генерируют мощные магнитные поля, которые создают сильные штормы, выбрасывая турбулентную плазму и, в конце концов, действуют как огромные ускорители частиц. Этот процесс, по словам ученых, вероятно, является причиной того, что детекторы телескопа James Webb обнаружили больше таких черных дыр и ярких галактик, чем ожидали ученые.
Как ускорялось звездообразование в первых галактиках?
Команда Джозефа Силка, автора исследования, предполагает, что молодая Вселенная имела две фазы. Во время первой фазы высокоскоростные истечения из черных дыр ускоряли звездообразование, а затем, на второй, истечения замедлились. Через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва газовые облака коллапсировали из-за магнитных бурь сверхмассивных черных дыр, и новые звезды рождались со скоростью, значительно превышающей ту, которая наблюдается через миллиарды лет в обычных звездных системах.
По словам астрономов, звездообразование замедлилось, потому что эти мощные утечки перешли в состояние сохранения энергии, уменьшив количество газа, доступного для формирования звезд в галактиках.
Команда астрофизиков надеется, что будущие наблюдения на телескопе James Webb с более точным подсчетом звезд и сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной помогут подтвердить их расчеты. Силк уверен, что эти наблюдения помогут ученым собрать больше подсказок об эволюции Вселенной.