Таємнича структура матерії: розгадано таємницю величезних чорних дір, що існували в ранньому Всесвіті.
Учені вважають, що загадку, пов'язану з існуванням занадто величезних чорних дір у ранньому Всесвіті, можна вирішити за допомогою темної матерії.
Існує одна загадка, пов'язана з надмасивними чорними дірами, які були виявлені в ранньому Всесвіті. Вони мають занадто великий розмір і масу, щоб існувати незабаром після Великого вибуху. Автори нового дослідження, опублікованого в журналі Physical Review Letters, вважають, якщо існують частинки темної матерії з правильними масами, то їхній розпад міг призвести до народження величезних чорних дір у ранній історії космосу, пише New Scientist.
У Фокус. Технології запустили власний канал у Telegram! Підписуйтеся, щоб бути в курсі останніх та найцікавіших новин зі сфери науки!
Існує кілька концепцій, що пояснюють, як формуються надмасивні чорні діри. Одна з них пропонує, що ці величезні об'єкти могли з'явитися на початкових етапах розвитку Всесвіту не в результаті загибелі масивних зірок, а внаслідок безпосереднього гравітаційного стиснення великих хмар газоподібного водню. Ці хмари досягли настільки високої щільності, що це стало причиною виникнення космічних велетнів.
Але в цій теорії є одна проблема: такого процесу просто не повинно статися. У міру того, як хмара водню стискається, молекули водню починають випускати тепло і створюють невеликі холодні ділянки матерії. Ці ділянки розбивають більшу молекулярну хмару на частини. У результаті в хмарі не виявляється достатньої кількості матерії, щоб змогла утворитися надмасивна чорна діра шляхом стиснення.
Астрофізики розробили модель, що демонструє, як темна матерія може стати рішенням для згаданої проблеми. Вважається, що ця таємнича субстанція складає близько 27% загальної маси Всесвіту, проте про неї, на жаль, відомо дуже мало.
На думку вчених, якщо частинки темної матерії здатні розпадатися на фотони або інші світлові частинки, це може зупинити процес розподілу молекулярної хмари, що, в свою чергу, дозволить відбутися прямому стисненню і привести до формування надмасивної чорної діри.
Дослідники стверджують, що практично всі потенційні кандидати на роль темної матерії здатні розпадатися на фотони. Вчені вважають, що ці надзвичайно легкі частинки з низькою масою повинні розпадатися на фотони, що мають відповідну енергію, що дозволяє їх виявлення.
Астрофізики стверджують, що ці частинки не відповідають найбільш популярному кандидату на роль темної матерії – вімпам, або ж слабко взаємодіючим масивним частинкам. Проте, інший претендент на звання темної матерії, відомий як аксіон, виявляється більш відповідним.
З іншого боку, концепція формування надмасивних чорних дір внаслідок стиснення в ранніх етапах розвитку Всесвіту не є найбільш розповсюдженою. Вважається, що такі чорні діри могли виникнути в результаті загибелі перших масивних зірок. Однак тепер ця теорія набирає популярності серед астрофізиків завдяки недавнім спостереженням надмасивних чорних дір, здійсненим за допомогою космічного телескопа Вебб.
Вчені вважають, що чорні діри, створені з масивних перших зірок, все одно не могли б мати таку величезну масу, яку виявили астрономи під час спостережень.
Дослідники вважають, що майбутні астрономічні спостереження можуть сприяти з'ясуванню того, чи дійсно розпад темної матерії дозволяє пряме стиснення та утворення найбільших чорних дір у ранні періоди існування Всесвіту.
Як зазначалося у виданні Фокус, дослідники виявили новий механізм формування планет, який ставить під сумнів усталену основну теорію. Вважається, що важливу роль у цьому процесі відіграє гравітаційна нестабільність в середовищі молодих зірок.
Фокус також повідомляв, що свіжі спостереження за Всесвітом можуть вирішити кілька ключових питань у космології, а також підтвердити коректність стандартної космологічної моделі або ж виявити нові фізичні явища.
