Когда космический телескоп имени Джеймса Уэбба начал работу, он предоставил астрономам первые изображения «вселенского рассвета», космологической эпохи, наступившей через 50 млн — 1 млрд лет после Большого взрыва. Она стала периодом образования первых звезд и галактик во Вселенной. Наблюдения «Уэбба» за этот период удивили и заинтриговали ученых. Помимо многочисленных маленьких красных точек (МКТ) — особенно ярких и красных галактик — телескоп также обнаружил «зародыши» сверхмассивных черных дыр.
Эти данные противоречили современным космологическим моделям, поскольку МКТ и черные дыры казались слишком большими, чтобы сформироваться менее чем через один миллиард лет после Большого взрыва. Это побудило ученых предлагать новые гипотезы образования звезд и черных дыр в период «рассвета». Астрофизик из Университета штата Вирджиния Джонатан Тан предложил комплексную модель рождения сверхмассивных черных дыр (СМЧД), которая предполагает, что они образовались как остатки самых ранних звезд во Вселенной. Кроме того, его гипотеза может изменить представление ученых об «эпохе повторной ионизации», пишет Universe Today.
Долгое время предполагалось, что СМЧД возникли в ранней Вселенной и были частью первых галактик, что было подтверждено наблюдениями «Уэбба». Однако зародыши черных дыр оказались крупнее, чем предполагала главенствующая космологическая модель. Это открытие возродило к жизни дискуссию о том, как образовались эти гравитационные гиганты.
Одни ученые утверждали, что СМЧД образовались из более мелких черных дыр, или остатков первых звезд, претерпевших гравитационный коллапс в конце своей жизни. Другие выдвигали гипотезу о том, что СМЧД образовались из гигантских пылевых облаков, которые сколлапсировали, не превратившись предварительно в звезды. Предложенная Таном модель поддерживает эту вторую теорию «прямого коллапса».
Доказательства существования «черных дыр прямого коллапса» существуют уже давно, о чем свидетельствуют странные квазары, существовавшие уже 500 миллионов лет после Большого взрыва. Но только благодаря телескопу «Уэбб» астрономы получили первые прямые свидетельства существования этих черных дыр.
Гипотеза профессора Тана может объяснить двухчастный процесс рождения звезд и ионизации в ранней Вселенной. Возможно, самые первые звезды действительно сформировались в яркой и краткой вспышке, а затем исчезли. Это значит, что то, что наблюдает «Уэбб», — это уже вторая волна звезд, а не самая первая.
«Наша модель предполагает, что сверхмассивные звезды — прародители черных дыр — быстро ионизировали водородный газ во Вселенной, возвещая о своем рождении яркими вспышками, заполняющими все пространство, — сказал автор гипотезы. — Любопытно, что эта дополнительная фаза ионизации, наступающая гораздо раньше той, которая происходит в обычных галактиках, может помочь разрешить некоторые недавние загадки и противоречия, возникшие в космологии, включая „напряжение Хаббла“, „динамическую темную энергию“ и предпочтение „отрицательной массы нейтрино“, которые бросают вызов стандартной модели Вселенной».
Американские астрофизики выдвинули теорию, объясняющую формирование сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной — в период, когда, по всем известным ученым законам, они возникнуть еще не могли. В центре их гипотезы находится поток ультрафиолетового излучения, который может разлагать молекулы водорода и создает подходящие условия для зарождения черных дыр.
