Почти в каждой галактике современной Вселенной есть в центре своя сверхмассивная черная дыра. Ее масса иногда в 10 млрд раз больше массы Солнца. Однако их происхождение все еще одна из загадок астрофизики.

Если следовать распространенной теории, они появились, когда облака межзвездного газа сколлапсировали под действием гравитации. Однако предшествующие исследования показывают, что прямой коллапс действует только с чистым газом, состоящим только из водорода и гелия. Более тяжелые элементы — углерод или кислород — меняют динамику газа и приводят к формированию небольших звезд. Таким образом, этот способ не может объяснить того количества сверхмассивных черных дыр, которое астрономы наблюдают сегодня.

Ученые из Университета Тохоку воспользовались суперкомпьютером Aterui II, чтобы провести трехмерное моделирование возможности образования сверхмассивных черных дыр из газа с высоким содержанием тяжелых элементов. Для обычных компьютеров это слишком трудоемкая задача, пишет Science Daily.

В противоположность прошлым исследованиям, команда астрономов обнаружила, что сверхмассивные звезды могут получаться из газовых облаков с тяжелыми элементами. Газовое облако действительно порождало множество мелких звезд, однако существует сильное газовое течение к центру облака. Оно захватывает звезды поменьше и несет к центру, где их поглощают более массивные звезды.

Моделирование показало возможность рождения звезды с массой в 10 000 раз больше Солнца. «Впервые мы показали формирование такого большого предшественника черной дыры в облаках, обогащенных тяжелыми элементами, — заявил Чон Сунмен, возглавляющий проект. — Мы полагаем, что огромная звезда, сформированная таким образом, продолжает расти и развивается в черную дыру».

Не так давно астрономы зафиксировали следы черной дыры редкого вида — средней массы. Их считают «отсутствующим звеном» в эволюции этих небесных объектов. Ее масса в 50 000 раз больше Солнца.