[830x]
Итальянская группа астрономов использовала данные космического телескопа Хаббл, рентгеновской обсерватории Чандра и инфракрасного телескопа Спитцер, чтобы проверить модель формирования сверхмассивных черных дыр путем прямого коллапса газового облака в черную дыру, минуя стадию сверхновой. Им удалось найти два объекта-кандидата в поддержку модели. Статья о результатах исследования опубликована в журнале «Ежемесячные заметки Королевского астрономического общества» (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).

Согласно представлениям ученых, во Вселенной существует много типов черных дыр. Сверхмассивные, масса которых может достигать миллионов и миллиардов масс Солнца, находятся в центрах большинства крупных галактик, включая нашу собственную – Млечный путь. Как минимум некоторые из них должны были сформироваться в течение очень короткого времени, примерно за один миллиард лет после Большого взрыва.

У астрономов есть две гипотезы, объясняющие быстрый рост сверхмассивных черных дыр. Согласно одной из них, дыры росли за счет постепенного поглощения вещества из окружающего межзвездного газа и поглощения других черных дыр. Такой процесс занял бы очень продолжительное время, а некоторые сверзмассивные черные дыры слишком молоды. Другая гипотеза – именно ее развивают авторы статьи – утверждает, что сверхмассивные черные дыры образовались из коллапсирующего облака межзвездного газа без промежуточной фазы формирования и смерти массивной звезды, при коллапсе которой возник бы зародыш черной дыры.

По словам Андреа Феррара из Высшей нормальной школы в Пизе, ведущего автора исследования, их работа предполагает, что из сжимающегося облака газа образуется сразу крупная черная дыра, которая затем растет с нормальной скоростью, а не маленькая дыра, быстро набирающая затем массу.

Ученые использовали компьютерное моделирование, чтобы определить характеристики зародышей сверхмассивных дыр, а затем попытались найти их на снимках с большой экспозицией, сделанных космическими обсерваториями Хаббл, Спитцер и Чандра. Им удалось обнаружить два объекта-кандидата. Оба имеют совпадающий с предсказанным профиль инфракрасного излучения, излучают в рентгеновском диапазоне и являются сильно красными объектами. Оценка расстояния до них предполагает, что оба сформировали в течение первого миллиарда лет существования Вселенной.

«Зародыши черных дыр обнаружить сложно, а подтвердить их обнаружение – еще сложнее». – говорит Андреа Грациан из Национального института астрофизики Италии. – «Однако мы считаем, что в нашем исследовании найдены два лучших кандидата на сегодняшний день».

Команда намерена продолжить сбор данных в рентгеновском и инфракрасном диапазонах о найденных объектах, чтобы убедиться, что они обладают всеми предсказанными свойствами зародышей черных дыр. Ученые не утверждают, что их модель является единственной, но уверены, что она способна объяснить наблюдаемую картину без излишних натяжек и необоснованных предположений. Новые астрономические инструменты, такие как американский космический телескоп им. Вебба и Европейский экстремально большой телескоп, позволят найти более удаленные и маленькие кандидаты в зародыши черных дыр, что даст дополнительную информацию для теоретиков.

p.s. Различают четыре сценария образования чёрных дыр, два реалистичных: гравитационный коллапс (сжатие) достаточно массивной звезды; коллапс центральной части галактики или протогалактического газа; и два гипотетических: формирование чёрных дыр сразу после Большого Взрыва (первичные чёрные дыры); возникновение в ядерных реакциях высоких энергий (квантовые чёрные дыры).

Источники: http://arxiv.org/abs/1603.08522
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=6517
Перевод: http://kosmolenta.com/index.php/878-2016-05-25-supermassive-babies