Първите звезди във Вселената са помогнали за създаването на първични черни дупки: Какво откриха астрономите

Астрономите смятат, че първичните черни дупки, образували се по време на Големия взрив, може да са изиграли важна роля във формирането на първите звезди.

Резултатите биха могли да помогнат да се оцени доколко първичните черни дупки са подходящи като кандидати за ролята на тъмната материя, най-мистериозното вещество във Вселената.

Но учените все още не са сигурни дали тези черни дупки са насърчавали образуването на звезди или, обратно, са потискали раждането на звезди.

Симулациите показаха, че в зависимост от тяхната маса и брой, тези черни дупки биха могли или да ускорят, или да забавят образуването на първите звезди. Изследването е публикувано на сървъра за препринти arXiv, пише Space.

Първични черни дупки

Смята се, че първичните черни дупки са се образували от флуктуации в плътността на материята в ранната Вселена.

Това е различно от произхода на черните дупки със звездна маса, които се образуват, когато масивни звезди експлодират като свръхнови в края на жизнения си цикъл.

Това означава, че първичните черни дупки не са се нуждаели от звезди, за да се образуват.

Това също не им налага ограничение на масата, тъй като се смята, че са създадени от ранен космически материал и не са били ограничени от масата на родителските си звезди.

Но тъй като първичните черни дупки все още не са открити, астрономите могат да кажат малко със сигурност за тях.

Авторите на изследването смятат, че първичните черни дупки може да са играли важна роля във формирането на първите звезди.

Масивните първични черни дупки могат да служат като мощни гравитационни центрове.

В ранната Вселена те биха могли да привличат газ и тъмна материя по-бързо, предизвиквайки образуването на малки галактики и звезди.

Това би могло да обясни как някои от най-ранните известни галактики са успели да се образуват изненадващо бързо след Големия взрив.

Черните дупки и първите звезди

Но според симулациите, първичните черни дупки трябва да имат определена маса, за да играят положителна роля в раждането на звездите.

За да ускорят ранното звездообразуване, черните дупки трябва да са доста масивни, около 1000 до 10 000 пъти масата на Слънцето. При този размер и в правилния брой, те би трябвало да имат забележим ефект върху скоростта на образуване на първите звезди, казват учените.

По-масивните първични черни дупки правят това, като причиняват увеличени колебания в плътността на материята.

Това води до образуването на така наречените ореоли от тъмна материя – големи струпвания от тази мистериозна форма на материя, в които могат да се сглобят градивните елементи на звездите и галактиките.

Но ако има твърде много масивни първични черни дупки, звездите и галактиките се образуват твърде бързо, което не отразява известната картина на ранната Вселена.

Астрономите също така откриха, че първичните черни дупки с маси по-малки от 100 слънчеви маси не увеличават флуктуациите в плътността на материята.

Напротив, симулациите показаха, че ако има достатъчно от тези по-малко масивни първични черни дупки, тяхната гравитация създава приливни сили в газовите облаци и ги нагрява.

Това създава проблеми за образуването на звезди, защото звездите се раждат, когато студени и свръхплътни струпвания от газ се компресират под действието на собствената си гравитация.

Колкото повече първични черни дупки с ниски маси има в ранната Вселена, толкова повече се нагрява газът и толкова повече се забавя образуването на звезди.

Според учените, масата и изобилието на първични черни дупки трябва да са точно необходими, за да подхранят образуването на първите звезди.

Първичните черни дупки остават хипотетични.

Но могат да бъдат намерени доказателства в подкрепа на теориите на учените за тяхната роля в ранното образуване на звезди.

Според астрономите, в някои от най-екстремните сценарии, образуването на звезди може да започне още 15 милиона години след Големия взрив.

Това е много по-рано, отколкото предполагат настоящите модели, които предполагат, че първите звезди биха се образували 100 до 200 милиона години по-късно.

Ако бъдат открити галактики или звезди, образуващи се много рано във Вселената, това би подкрепило идеята, че нещо като първични черни дупки е помогнало за ускоряване на образуването на звезди и космически структури.