Міжнародна команда під керівництвом Алессандро Трінки, постдока Інституту астрономії Единбурзького університету, прорахувала, коли і в яких місцях раннього Всесвіту могли народжуватися «важкі зерна» надмасивних чорних дір. Найраніші — вже 13,64 мільярда років тому, менш ніж через 500 мільйонів років після Великого вибуху. А близько 13,5–13,4 мільярда років тому механізм вимкнувся остаточно. Стаття вийшла в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Рахувати це взялися через спостереження, які ламають стару картину. JWST на червоних зміщеннях, що відповідають першому мільярду років, бачить підозріло багато галактик із зародками надмасивних чорних дір, а наземні огляди UKIRT, DESI та PanSTARRS ловлять на z≈7 монстрів масою понад мільярд сонячних. Класичний шлях — зорі колапсують у кінці життя, дірки поступово зливаються — просто не встигає. Зерно від десяти тисяч до мільйона сонячних мас доростає до потрібних величин без тривалої надеддінгтонівської акреції. Зерно в 10–100 мас — ні.

Альтернатива — прямий колапс, коли величезна хмара холодного газу в центрі ранньої галактики стискається в чорну діру, оминаючи зоряну стадію. Незрозумілими лишалися умови, потрібні для такого сценарію, та місця в космічній павутині, де вони траплялися.

Команда почала з темної матерії: у моделі ΛCDM гало ростуть через злиття дрібніших згустків, і цю історію злиттів відтворили N-body-симуляціями високої роздільності з zoom-in на базі коду GIZMO. Поверх дерева злиттів наклали Cosmic Archaeology Tool — напіваналітичну модель, яка заселяє гало видимою матерією й веде спільну еволюцію галактик та чорних дір.

Прямому колапсу потрібен незайманий газ. Перші зорі населення III вибухнули як наднові й засіяли міжгалактичне середовище металами, після чого газ навчився ефективно охолоджуватися й дробитися на звичайні зорі замість того, щоб валитися в одну точку. Вікно зачинилося.

Нащадків тих зерен команда пропонує шукати поруч із квазарами на z~7, тобто 12,9 мільярда років тому, де вони мають проявлятися як активні ядра-компаньйони. Якщо майбутні огляди JWST нарахують таку популяцію, це стане сильним аргументом, що важкі зерна росли саме в найщільніших, найбільш скупчених вузлах космічної павутини. Конкретне число систем, які мають бути видимі, у статті вже пораховане — лишилось порівняти з небом.

https://phys.org/news/2026-09-environment-supermassive-black-holes.html

Підпишись | Монобаза