Астрономы Западного университета в Онтарио (Канада) объяснили механизм возникновения сверхмассивных черных дыр, согласно которому в очень ранней Вселенной эти объекты находились в активной стадии роста. В отличие от обычных черных дыр, сверхмассивные не образуются в результате вспышки сверхновой, однако причины их появления до сих пор точно не известны. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Ученые решили проблему, возникающую с пределом Эддингтона, который накладывает ограничения на скорость поглощения (аккреции) вещества черной дырой. Сверхмассивные черные дыры вмещают в себя массу миллиарда солнц, однако их рост должен был происходить в очень коротком промежутке времени — в течение всего лишь 800 миллионов лет (начиная от момента рождения Вселенной). Если темпы аккреции слишком высоки, то давление излучения в диске, образующемся вокруг черной дыры, вызывает интенсивное истечение вещества прочь из гравитационного поля.
Согласно гипотезе ученых, прямому коллапсу с образованием сверхмассивных черных дыр подвергались облака межзвездного газа. Особые условия на ранних стадиях существования Вселенной способствовали тому, что некоторые облака начинали коллапсировать только тогда, когда их общая масса становилась равной массе ста тысяч Солнц. Из-за сжатия возникали короткоживущие квазизвезды, а затем крупные черные дыры, которые становились «семенами» еще более массивных объектов.
После прямого коллапса черные дыры начинали активно «пожирать» вещество вокруг себя. При этом аккреция на ограниченный период времени (примерно на 150 миллионов лет) становилась супер-Эддингтоновской, то есть большая часть вещества проваливалась под горизонт событий, не испуская излучение, которое могло бы эту аккрецию нарушить. В конце концов, излучение от ближайших звезд и других черных дыр остановило супер-Эддингтоновскую аккрецию.