Vznikly černé díry bezprostředně po velkém třesku? Již brzy získáme nová data

Jak vznikly supermasivní černé díry? Co je temná hmota? V alternativním modelu toho, jak vesmír vznikl, ve srovnání s „učebnicovou“ historií vesmíru, tým astronomů navrhuje, aby obě tyto vesmírné záhady mohly být vysvětleny takzvanými „prapůvodními černými dírami“.

Nico Cappelluti (University of Miami), Günther Hasinger (vedoucí vědy ESA) a Priyamvada Natarajan (Univerzita Yale) naznačují, že černé díry existovaly od počátku vesmíru a že tyto prapůvodní černé díry by samy mohly být dosud nevysvětlenými. temná hmota. Nová studie je přijata k publikaci v The Astrophysical Journal.

„Černé díry různých velikostí jsou stále záhadou. Nechápeme, jak mohly supermasivní černé díry narůst tak obrovské za relativně krátkou dobu, která byla k dispozici od doby, kdy existoval vesmír,“ vysvětluje Günther Hasinger.

Na druhém konci škály mohou být také velmi malé černé díry, jak naznačují například pozorování z ESA Gaia. Pokud existují, jsou příliš malé na to, aby vznikly z umírajících hvězd.

„Naše studie ukazuje, že bez zavádění nových částic nebo nové fyziky můžeme vyřešit záhady moderní kosmologie od povahy samotné temné hmoty až po původ supermasivních černých děr,“ říká Nico Cappelluti.

Pokud by se většina černých děr vytvořila bezprostředně po Velkém třesku, mohly se v raném vesmíru začít spojovat a postupem času tvořit stále masivnější černé díry. Budoucí vesmírná observatoř ESA pro gravitační vlny, LISA, by mohla zachytit signály těchto sloučení, pokud existují primordiální černé díry. Malé černé díry mohou být jednoduše prvotními černými dírami, které se ještě nesloučily do větších.

Podle tohoto modelu by byl vesmír plný černých děr. Kolem těchto shluků „temné hmoty“ by se začaly tvořit hvězdy, které by během miliard let vytvořily sluneční soustavy a galaxie. Pokud by se první hvězdy skutečně vytvořily kolem primordiálních černých děr, existovaly by ve vesmíru dříve, než se podle „standardu“ očekává.

„Primordiální černé díry, pokud existují, by mohly být semeny, ze kterých se tvoří všechny černé díry, včetně té ve středu Mléčné dráhy,“ říká Priyamvada Natarajan.

Mise Euclid ESA, která bude zkoumat temný vesmír podrobněji než kdy předtím, by mohla hrát roli ve snaze identifikovat prvotní černé díry jako kandidáty na temnou hmotu.

Nadcházející vesmírný dalekohled NASA/ESA/CSA Jamese Webba, kosmický stroj času, který se dívá zpět na více než 13 miliard let, tuto záhadu dále osvětlí.

„Pokud se první hvězdy a galaxie již vytvořily v takzvaném „době temna“, Webb by měl být schopen vidět jejich důkazy,“ dodává Günther.

Zdroj: https://phys.org/news/2021-12-black-holes-immediately-big.html