«Темні зорі» могли стати зародками надмасивних чорних дір
Гіпотетичні «темні зорі», що існували в ранньому Всесвіті, могли після колапсу утворити масивні зародки надмасивних чорних дір. Такого висновку дійшли Космін Іліє та Сохан Годла з Колгейтського університету, які дослідили можливий зв’язок цих об’єктів із низькочастотним гравітаційно-хвильовим фоном, повідомляє Space.com.
Цей гравітаційно-хвильовий фон виявили у 2023 році за допомогою масивів таймінгу пульсарів. Пульсари — це нейтронні зорі, які швидко та регулярно обертаються й випромінюють вузькі пучки випромінювання. Коли гравітаційні хвилі проходять крізь простір, вони незначно розтягують і стискають його, спричиняючи мікроскопічні затримки в надходженні сигналів пульсарів на Землю.
Поширене пояснення такого фону пов’язує його з подвійними надмасивними чорними дірами, які обертаються одна навколо одної, а згодом зливаються. Водночас це не пояснює, як надмасивні чорні діри могли настільки швидко сформуватися, коли вік Всесвіту ще не сягнув одного мільярда років. Телескоп James Webb уже виявляє такі об’єкти в цей ранній період, хоча запропоновані моделі їхнього зростання через поглинання речовини та злиття потребують понад мільярд років.
Більше актуальних новин читайте у Telegram-каналі UA.News.
«Темні зорі» — це гіпотетичні первинні зорі, енергію яких забезпечувала б не ядерна реакція синтезу, а самоанігіляція темної матерії в їхніх ядрах. За моделлю дослідників, через це такі об’єкти залишалися б відносно холодними й могли б накопичувати речовину, доки не досягали маси в мільйони мас Сонця. Після гравітаційного колапсу вони могли перетворюватися на масивні чорні діри, які надалі зливалися між собою.
Іліє та Годла змоделювали середовище, у якому ці чорні діри-зародки могли існувати й зливатися, а також розрахували частоту їхніх злиттів та вплив на гравітаційно-хвильовий фон. За їхніми розрахунками, залишки надмасивних «темних зір» можуть давати значний, а можливо й домінантний внесок у сигнал, виявлений масивами таймінгу пульсарів. Перевірити цю гіпотезу можуть точніші вимірювання гравітаційно-хвильового фону та краще розуміння популяцій чорних дір у ранньому Всесвіті. Дослідження опублікували в журналі Physical Review D.
