Учёные раскрыли загадку роста сверхмассивных чёрных дыр в молодой Вселенной
Астрофизики предложили новый механизм, объясняющий, как сверхмассивные чёрные дыры успевали набрать колоссальную массу всего за первый миллиард лет после Большого взрыва. Оказалось, ключевую роль сыграли массивные «сгустки» газа и молодых звёзд, которые, словно конвейер, направляли вещество к центру галактик. Это открытие, основанное на данных телескопов «Джеймс Уэбб», «Хаббл» и VLT, переворачивает представления о ранней эволюции Вселенной. Ранние галактики, в отличие от современных спиральных, напоминали турбулентные скопления, где из-за гравитационных нестабильностей формировались гигантские сгустки массой в миллионы Солнц. Эти структуры, активно рождавшие звёзды, постепенно смещались к центру галактики под действием гравитационного «торможения» — их движение замедлялось из-за взаимодействия с тёмной материей в галактическом гало. Попадая в центральную область, сгустки разрушались, а их вещество поглощалось чёрной дырой. Даже если она захватывала лишь 1% массы, этого хватало для взрывного роста. Цветное изображение галактики GSz5BH, сделанное телескопом «Джеймс Уэбб». Красный, зелёный и синий цвета показывают излучение водорода, кислорода и магния. Видны три зелёных сгустка (C, K2, K3) и яркая жёлтая точка в центре (K1). Голубые пятна вокруг — другие галактики. Справа — фото GSz5BH в ультрафиолете, видимом свете и инфракрасном диапазоне. Источник: arXiv:2504.13664 Яркий пример — галактика GSz5BH, наблюдаемая в эпоху, когда Вселенной было около миллиарда лет. Её изучение показало: ежегодно к центру поступает не менее 14 солнечных масс вещества. При эффективности аккреции в 1% чёрная дыра массой 30 миллионов Солнц могла сформироваться всего за несколько сотен миллионов лет. Остальные 99% массы, по расчётам, участвовали в создании балджа — плотного звёздного скопления в ядре галактики. Этот механизм объясняет, почему данные «Джеймса Уэбба» выявили так много массивных чёрных дыр в ранних галактиках. Традиционные модели, предполагающие плавную аккрецию газа, не успевали бы «разогнать» рост до наблюдаемых значений. Сгустки же действовали как импульсные ускорители, особенно в условиях высокой турбулентности и обилия газа. Дальнейшие наблюдения за аналогичными галактиками помогут уточнить, насколько универсален этот процесс. Учёные прогнозируют, что открытие изменит подход к моделированию эволюции галактик, сделав «сгустковый» сценарий ключевым элементом в истории роста сверхмассивных чёрных дыр.
Астрофизики предложили новый механизм, объясняющий, как сверхмассивные чёрные дыры успевали набрать колоссальную массу всего за первый миллиард лет после Большого взрыва. Оказалось, ключевую роль сыграли массивные «сгустки» газа и молодых звёзд, которые, словно конвейер, направляли вещество к центру галактик. Это открытие, основанное на данных телескопов «Джеймс Уэбб», «Хаббл» и VLT, переворачивает представления о ранней эволюции Вселенной.
Ранние галактики, в отличие от современных спиральных, напоминали турбулентные скопления, где из-за гравитационных нестабильностей формировались гигантские сгустки массой в миллионы Солнц. Эти структуры, активно рождавшие звёзды, постепенно смещались к центру галактики под действием гравитационного «торможения» — их движение замедлялось из-за взаимодействия с тёмной материей в галактическом гало. Попадая в центральную область, сгустки разрушались, а их вещество поглощалось чёрной дырой. Даже если она захватывала лишь 1% массы, этого хватало для взрывного роста. 
Яркий пример — галактика GSz5BH, наблюдаемая в эпоху, когда Вселенной было около миллиарда лет. Её изучение показало: ежегодно к центру поступает не менее 14 солнечных масс вещества. При эффективности аккреции в 1% чёрная дыра массой 30 миллионов Солнц могла сформироваться всего за несколько сотен миллионов лет. Остальные 99% массы, по расчётам, участвовали в создании балджа — плотного звёздного скопления в ядре галактики.
Этот механизм объясняет, почему данные «Джеймса Уэбба» выявили так много массивных чёрных дыр в ранних галактиках. Традиционные модели, предполагающие плавную аккрецию газа, не успевали бы «разогнать» рост до наблюдаемых значений. Сгустки же действовали как импульсные ускорители, особенно в условиях высокой турбулентности и обилия газа.
Дальнейшие наблюдения за аналогичными галактиками помогут уточнить, насколько универсален этот процесс. Учёные прогнозируют, что открытие изменит подход к моделированию эволюции галактик, сделав «сгустковый» сценарий ключевым элементом в истории роста сверхмассивных чёрных дыр.
