Космологи нашли еще одну деталь великого «пазла» эволюции Вселенной: приблизились к пониманию того, как в ней возникли галактики. Международная команда ученых в недавней статье высказала предположение, что галактики складывались из небольших звездных скоплений, и в центре каждого из них могла возникнуть черная дыра — та самая, которую астрофизики ищут в современных шаровых скоплениях и карликовых галактиках: неуловимая черная дыра средней массы.
Как известно, за последние годы знаменитая космическая обсерватория «Джеймс Уэбб» поистине перевернула представления о Вселенной своими потрясающими снимками: на них видны полноценные галактики, которые уже существовали всего через сотни миллионов лет после Большого взрыва. Астрофизики считали, что в те времена их еще быть не могло, и лишь какие-то крошечные галактические «зародыши» возникали в заполнявшем космос сплошном водородном тумане.
Недавно астрономия заглянула еще дальше: удалось не просто увидеть эти галактики, но и подробно рассмотреть, из чего именно они состоят. И помогли в этом «космические телескопы», с которыми по мощности не может сравниться даже «Уэбб» — так называемые гравитационные линзы.
В этой роли в данном случае выступают огромные скопления массивных галактик: их гравитация искривляет окружающее пространство-время и создает вокруг центра скопления сферу этой деформации. А если позади нее скрывается какая-нибудь намного более далекая галактика, то свет этого фонового объекта вынужден огибать сферу искривления, и в результате мы видим невероятно увеличенное и при этом искаженное (чаще всего вытянутое) изображение «спрятавшейся» галактики.
Благодаря этому эффекту удалось заметить несколько таких «растянутых» структур в еще очень молодой Вселенной. Ученые дали им говорящие названия: Cosmic Gems («Космические самоцветы»), Firefly Sparkle («Светлячки»), Cosmic Grapes («Космический виноград»), Misty Moons («Туманные луны»).
В этих названиях отражено интереснейшее сходство между всеми этими системами: в них прослеживаются россыпи компактных и плотных звездных скоплений. По массе они сравнимы с современными шаровыми скоплениями, которые обращаются вокруг центра Млечного Пути, но при этом в размерах намного меньше них. Теперь астрофизики обдумывают, могли ли эти молодые кластеры послужить строительными блоками, из которых постепенно складывались галактики. При этом ученые считают, что при такой своей плотности «новорожденные» скопления могли и даже должны были содержать в себе черные дыры массой в десятки или сотни тысяч Солнц.
Напомним, в космосе наблюдают черные дыры двух типов. Одни весят как всего несколько Солнц — это результат коллапса ядер «перегоревших» очень массивных звезд. Другие заключают в себе миллионы и миллиарды солнечных масс — такие «сидят» в больших галактиках. А вот промежуточного варианта между этими двумя разновидностями пока достоверно обнаружить не удается. Но ученые уверены, что такие черные дыры все-таки должны существовать. И теперь возникло подозрение, что они зарождались еще на заре Вселенной.
Возник вопрос, как именно они могли появиться. Рассматриваются три версии: столкновение и слияние множества звезд, объединение звезд с окружающим их газом и прямой коллапс, то есть очень быстрый «провал» вещества сразу в черную дыру. Астрофизики предполагают, что в принципе все три сценария могли работать, просто в разных условиях.
Ранее другая группа ученых предложила версию формирования галактик из гипотетических первичных черных дыр.
