Введение

Новые исследования показывают, что столкновения звезд в ранней вселенной были распространены. Это открытие может пролить свет на загадочное происхождение сверхмассивных черных дыр и таинственных объектов, известных как Маленькие Красные Точки, которые наблюдаются телескопом Джеймса Уэбба (JWST).

Столкновения звезд в ранней вселенной

Команда исследователей провела симуляции ранней вселенной и обнаружила, что звездные системы были плотно упакованы, что приводило к частым столкновениям между звездами. Быстрые столкновения разрушали бы звезды, но более медленные могли привести к многократным слияниям, создавая одиночные звезды с избыточной массой. В конечном итоге такие звезды могли коллапсировать, образуя черные дыры, значительно превосходящие по массе обычные.

Сверхмассивные черные дыры: откуда они берутся?

Существование сверхмассивных черных дыр, появившихся до того, как вселенной исполнился 1 миллиард лет, вызывает множество вопросов у астрономов. Черные дыры, как считается, требуют как минимум 1 миллиард лет, чтобы достичь «сверхмассивного» статуса с массой в миллионы или миллиарды раз больше массы Солнца. Одной из предложенных гипотез является то, что сверхмассивные черные дыры не возникают из пустоты, а формируются из так называемых промежуточных черных дыр.

Промежуточные черные дыры: недостающее звено

При коллапсе массивной звезды образуется черная дыра с массой от 10 до 100 солнечных масс, что значительно меньше, чем масса сверхмассивных черных дыр. Промежуточные черные дыры, которые, как предполагается, находятся между этими двумя категориями, имеют массу от 100 до 100 000 солнечных масс. Однако ни одна звезда не должна иметь достаточной массы, чтобы коллапсировать и образовать промежуточную черную дыру, что актуально для условий современного 13,8-миллиардного вселенной.

Как плотные звездные кластеры помогают в образовании черных дыр

Симуляции показывают, что в условиях плотного звездного скопления могут появляться семена для образования черных дыр. Клэр Уильямс, член команды, отмечает, что «плотные звездные кластеры обеспечивают естественную среду для рождения семян массивных черных дыр». Эти кластеры могут также предоставить звезды и газ, которые влияют на последующий рост черной дыры.

Маленькие Красные Точки: загадочные объекты ранней вселенной

Кроме того, JWST обнаруживает так называемые Маленькие Красные Точки, которые представляют собой очень компактные объекты ранней вселенной. Эти объекты исчезают к моменту, когда вселенной исполняется 2 миллиарда лет. Смадар Наоз, исследователь UCLA, сравнивает попытки понять природу Маленьких Красных Точек с историей о слепых людях, пытающихся описать слона, касаясь его, и каждый описывает его по-своему.

Гипотезы о природе Маленьких Красных Точек

Существует множество теорий о том, что представляют собой Маленькие Красные Точки, но одна из них предполагает наличие быстро растущей черной дыры в их центрах. Симуляции показывают, что Маленькие Красные Точки могут быть плотными звездными кластерами, постоянно подвергающимися столкновениям звезд, что приводит к образованию очень большой звезды, которая затем коллапсирует в промежуточную черную дыру.

Почему Маленькие Красные Точки исчезли?

Но если это так, то почему Маленькие Красные Точки не достигли 2 миллиардов лет вселенной? Менее чем через 1 миллиард лет после Большого Взрыва вселенная была заполнена неупорядоченными и хаотичными скоплениями звезд, а не хорошо организованными спиральными галактиками. Эти регионы, подверженные частым столкновениям звезд, были идеальными для формирования ультрамассивных звезд, которые коллапсировали в промежуточные черные дыры.

Заключение

Таким образом, новое исследование подчеркивает важность ранних звездных столкновений для понимания происхождения сверхмассивных черных дыр и загадочных Маленьких Красных Точек. Это открытие может изменить наше представление о том, как формировались структуры во вселенной и как они эволюционировали до современных галактик.