Ранние черные дыры могли коллапсировать при участии темной материи
Темная материя (если она существует) в ранней Вселенной могла играть еще более значительную роль, чем сейчас — например, помогая появляться первым черным дырам. Так звучит выдвинутое командой физиков объяснение того факта, что на расстоянии более 13 миллиардов световых лет найдено слишком много сверхмассивных чёрных дыр, которых там, согласно классической модели, вообще быть не должно.
В современной Вселенной черные дыры образуются в основном из громадных звезд (массой от 50 Солнц), которые коллапсируют при взрыве. При таком сценарии естественно, что рост до сверхмассивного состояния потребует не одну сотню миллионов лет. Но с тех пор, как «Уэбб» приступил к наблюдениям за наиболее отдаленной от нас областью Вселенной, было открыто множество черных дыр, которые обладали чудовищной массой буквально сразу же после Большого взрыва. С тех пор предлагаются различные гипотезы, призванные это объяснить.
Наиболее вероятным считается сценарий, при котором черная дыра образуется при быстром коллапсе огромного облака газа. Проблема в том, что такое событие ни разу не происходило на наших глазах. Газ действительно может схлопнуться, но в современной нам Вселенной результатом должна стать не черная дыра, а множество маленьких плотных сгустков. Для того, чтобы коллапс происходил вокруг единого центра, должно исполниться несколько условий. Прежде всего газ для этого должен быть очень горяч.
Астрофизики из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе выдвинули собственное объяснение этого феномена: согласно им, решающую роль сыграла здесь темная материя. Именно она должна была удерживать водород от охлаждения достаточно долго, чтобы позволить гравитации сформировать из него достаточно большие и плотные облака.
Проведенное исследователями моделирование показало, что если молекулярный водород будет находиться под действием интенсивного излучения в определенном диапазоне энергий, то его молекулярная структура будет разрушена. Это создаст условия, которые не допустят фрагментации элементов облака в отдельные сгустки. Источником этого дополнительного излучения могла бы стать темная материя. То, что составляющие ее частицы до сих пор не найдены, дает возможность приписать им широкий ряд свойств, в том числе вполне укладывающихся в подобную схему. А количество темной материи позволяет даже очень слабому излучению играть решающую роль.
Любопытный парадокс: пока одни астрономы пытаются с помощью темной материи объяснить появление черных дыр, другие доказывают, что черные дыры и могут составлять ту самую невидимую никаким приборам темную материю. Более того, некоторые из этих черных дыр на заре Вселенной могли бы оказаться даже цветными. Правда, для этого они должны иметь размеры, значительно уступающие габаритам атомного ядра и даже протона.
