Что, если темная материя состоит из древних черных дыр, возникших в первые мгновения после Большого взрыва? Новое исследование астрофизиков из Калифорнийского университета в Санта-Круз (UCSC) предлагает неожиданный взгляд на роль первичных черных дыр (PBH) в формировании первых звезд Вселенной.
Звезды населения III: первые огни во тьме
Первые звезды — так называемые звезды населения III — зажглись в минигало, плотных сгустках темной материи. Они состояли почти исключительно из водорода, поскольку более тяжелые элементы еще не были синтезированы.
"Звезды населения III — это ключ к пониманию ранней Вселенной, но мы никогда их не наблюдали напрямую", — отмечают исследователи.
Чтобы разгадать их природу, ученые смоделировали условия, при которых могли формироваться эти звезды, учитывая возможное влияние PBH.
Первичные черные дыры: ускорители или тормоза звездообразования?
PBH могли играть двоякую роль:
- семена звезд — массивные PBH (в 100+ раз тяжелее Солнца) ускоряли образование первых звезд, создавая гравитационные флуктуации.
- подавители — менее массивные PBH (около 10 солнечных масс) замедляли процесс, нагревая газ и препятствуя его коллапсу.
Однако если мелких PBH было много, их совокупное притяжение (эффект Пуассона) снова ускоряло звездообразование.
Как проверить теорию?
Ответ могут дать будущие наблюдения:
- космический телескоп Джеймса Уэбба сможет обнаружить следы первых звезд.
- Square Kilometer Array (SKA) позволит исследовать космологию на длине волны 21 см, заглянув в эпоху реионизации.
Если звезды населения III образовались раньше, чем предсказывают модели, это укажет на влияние PBH. Если позже — значит, их роль была менее значительной.