Созданная астрономами модель объяснила, как черные дыры массой в несколько тысяч раз больше массы Солнца могут существовать в центрах шаровых звездных скоплений. Исследование научной группы из Новосибирского государственного университета и Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ, поддержанное грантом Российского научного фонда, опубликовано в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. ​

Шаровые скопления — «древние» звездные скопления из ранней Вселенной, тесно связанные гравитацией и обращающиеся вокруг галактического центра. Они содержат десятки или даже сотни тысяч звезд. В некоторых шаровых скоплениях астрономы обнаружили черные дыры с массой около 2000 масс Солнца.

За последние годы чувствительность телескопов значительно выросла, что привело к множеству открытий, в особенности касающихся Вселенной при больших красных смещениях. Космологическое красное смещение — это понижение частот излучения, которое наблюдается для далеких источников, таких как галактики и квазары, и объясняется тем, что источник удаляется от наблюдателя. По величине красного смещения судят о космологическом возрасте объектов. Недавно ученые обнаружили, что молодая Вселенная была плотно заселена объектами, которые, согласно современным воззрениям, никак не могли в ней образоваться за столь короткое время. К таким объектам относятся квазары — очень яркие галактические ядра. Ученые предполагают, что квазар так мощно излучает благодаря сверхмассивной черной дыре внутри него, которая притягивает на себя всю материю из окружающего пространства.

Схожая проблема возникновения космических объектов есть в интерпретации явлений в современной Вселенной. В каждой большой эллиптической или линзовидной галактике находится сверхмассивная черная дыра с массой около миллиарда масс Солнца. В спиральных галактиках, например в Млечном Пути, масса центральной дыры намного меньше — около пяти миллионов масс Солнца. Теория формирования таких черных дыр за счет поглощения окружающего вещества в центр галактики сталкивается с существенными трудностями.

Российские астрофизики предположили, что галактики образуются вокруг ранее сформировавшихся первичных черных дыр, а более ранняя теория о том, что сверхтяжелые черные дыры образуются внутри уже сформировавшихся галактик, неверна. Согласно новой гипотезе, тип галактики определяется черной дырой-зародышем. Ученые выдвинули идею о логарифмически нормальном распределении черных дыр: спектр масс черных дыр во Вселенной подчиняется распределению Гаусса по логарифму массы. Такое предположение позволяет предсказать, что внутри шаровых скоплений, как правило, находится черная дыра с массой в тысячи масс Солнца.

«Черные дыры, предсказанные нашей моделью, должны быть в достаточном количестве, чтобы объяснить все образовавшиеся шаровые скопления. Наша модель предсказывает достаточное количество черных дыр с массой в несколько тысяч масс Солнца, чтобы такие черные дыры были бы зародышами образования шаровых скоплений», — комментирует публикацию один из авторов статьи, директор Междисциплинарного центра физики элементарных частиц и астрофизики Новосибирского государственного университета, доктор физико-математических наук Александр Долгов.

По словам автора, разработанная модель предсказывает существование звезд из антиматерии — вещества, состоящего из античастиц. Наблюдаемая часть Вселенной, по сегодняшним представлениям, состоит исключительно из материи, а асимметрия материи и антиматерии возникла через доли секунд после Большого взрыва.

Похожие новости

  • 16/06/2016

    НГУ и Сколтех запустили совместную образовательную программу в области фотоники

    Новосибирский государственный университет и Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) разработали и запустили совместную магистратуру по фотонике. Следующим шагом в развитии сотрудничества станет создание образовательной программы в области биотехнологий, сообщает пресс-служба НГУ.
    2428
  • 14/07/2016

    Учёные НГУ установили, что тёмная материя может влиять на возникновение раковых заболеваний

    ​Доцент физического факультета НГУ Зураб Силагадзе и выпускница университета Ольга Чащина (École Polytechnique) исследовали способность гипотетически существующих крупинок тёмной материи — зеркальных микрометеоритов — вызывать мутации ДНК, приводящие к раковым заболеваниям.
    1884
  • 05/10/2016

    Новосибирские учёные «вырастили» органические светоизлучающие полупроводники

    ​Группа учёных из Новосибирского государственного университета, Новосибирского института органической химии (НИОХ), МГУ и Университета Гронингена (Нидерланды) опубликовала результаты мультидисциплинарного исследования в сфере органической электроники.
    2336
  • 29/12/2018

    Российские ученые рассмотрели новый сценарий эволюции барионной асимметрии Вселенной

    ​Ученые из Новосибирского государственного университета и Института теоретической и экспериментальной физики Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» рассмотрели новый сценарий эволюции барионной асимметрии Вселенной — ситуации, при которой в ней много больше вещества, чем антивещества.
    1046
  • 10/09/2019

    Два миллиарда на образовательные программы для синхротронов могут выделить из бюджета РФ

    Представители новосибирских вузов приняли участие в заседании при Министерстве науки и высшего образования РФ, посвященном разработке образовательных программ обучения специалистов для установок класса «мегасайенс», основанных на синхротронном и нейтроном излучении.
    311
  • 01/11/2016

    НГУ развивает международное сотрудничество в рамках коллаборации CMS

    ​Сотрудник Института ядерных наук «Винча», Университета Белграда (Сербия) Милош Джорджевич в октябре 2016 года прочитал в Новосибирском государственном университете курс лекций, посвященных изучению стандартной модели и физики топ-кварков в эксперименте CMS.
    1383
  • 15/08/2019

    Эксперимент Belle II пройдет с участием ученых Академгородка

    ​Эксперимент Belle II — это один из экспериментов в физике высоких энергий, работающий на передовых рубежах современной науки. Данные, полученные в результате эксперимента, позволят проверить предсказания Стандартной модели для вероятностей редких распадах B- и D-мезонов и t-лептона, улучшить точность измерения параметров нарушения симметрии между веществом и антивеществом и, возможно, обнаружить проявления новой физики.
    438
  • 10/08/2016

    В журнале Nature Communications опубликована статья новосибирских ученых

    ​Сотрудники лаборатории нелинейной фотоники Новосибирского государственного университета, созданной в рамках международного центра фотоники Астон-НГУ, и выпускники НГУ Сергей Турицын, Дмитрий Чуркин и Никита Тарасов совместно с соавторами из Университета Астона Ауро Перего и Кестутисом Сталиунасом из университета Барселоны опубликовали в престижном журнале Nature Communications статью, посвященную исследованию нового типа неустойчивости – диссипативной Фарадеевской неустойчивости.
    1953
  • 11/10/2019

    Электрохимия на службе у фотоники: как углеродные нанотрубоки управляют лазерными импульсами

     Международная команда ученых, которую возглавила группа из Лаборатории наноматериалов Центра фотоники и квантовых материалов Сколковского института науки и технологий, показала возможность управления нелинейно-оптическим откликом углеродных нанотрубок с помощью электрохимического легирования.
    199
  • 12/03/2019

    Нобелевский лауреат Амано Хироси выступит с лекцией в НГУ

    В рамках визита японский ученый встретится с сотрудниками научно-исследовательских институтов СО РАН и студентами НГУ.   Японский инженер-электроник и физик Хироси Амано получил Нобелевскую премию по физике в 2014 году за создание светоизлучающих диодов, которые стали эффективными источниками света.
    1053