«Темные звезды» могли стать зародышами сверхмассивных чёрных дыр
Гипотетические «темные звезды», существовавшие в ранней Вселенной, могли после коллапса образовать массивные зародыши сверхмассивных черных дыр. К такому выводу пришли Космин Илие и Сохан Годла из Колгейтского университета, которые исследовали возможную связь этих объектов с низкочастотным гравитационно-волновым фоном, сообщает Space.com.
Этот гравитационно-волновой фон был обнаружен в 2023 году с помощью массивов синхронизации пульсаров. Пульсары — это нейтронные звезды, которые быстро и регулярно вращаются и излучают узкие пучки излучения. Когда гравитационные волны проходят через пространство, они незначительно растягивают и сжимают его, вызывая микроскопические задержки в поступлении сигналов пульсаров на Землю.
Распространенное объяснение такого фона связывает его с двойными сверхмассивными черными дырами, которые вращаются одна вокруг другой, а затем сливаются. В то же время это не объясняет, как сверхмассивные чёрные дыры могли сформироваться настолько быстро, когда возраст Вселенной ещё не достиг одного миллиарда лет. Телескоп Джеймса Уэбба уже обнаруживает такие объекты в этот ранний период, хотя предложенные модели их роста за счет поглощения вещества и слияния требуют более миллиарда лет.
Больше актуальных новостей читайте в Telegram-канале UA.News.
«Тёмные звёзды» — это гипотетические первичные звёзды, энергия которых обеспечивалась бы не ядерной реакцией синтеза, а самоанигиляцией тёмной материи в их ядрах. Согласно модели исследователей, из-за этого такие объекты оставались бы относительно холодными и могли бы накапливать вещество, пока не достигли бы массы в миллионы масс Солнца. После гравитационного коллапса они могли превращаться в массивные чёрные дыры, которые в дальнейшем сливались между собой.
Илье и Годла смоделировали среду, в которой эти черные дыры-зародыши могли существовать и сливаться, а также рассчитали частоту их слияний и влияние на гравитационно-волновой фон. По их расчетам, остатки сверхмассивных «темных звёзд» могут вносить значительный, а возможно, и доминирующий вклад в сигнал, обнаруженный массивами тайминга пульсаров. Проверить эту гипотезу позволят более точные измерения гравитационно-волнового фона и лучшее понимание популяций чёрных дыр в ранней Вселенной. Исследование опубликовано в журнале Physical Review D.
