Астрономдар «Джеймс Уэбб» телескопы ашқан «кішкентай қызыл нүктелердің» бірін қайта зерттеді. Нәтижесінде, бұл өте көне әрі шағын галактиканың ортасында шамамен 50 миллион Күн массасына тең қара құрдым бар екені анықталды. Ал қалған галактикадағы материяның массасы әлдеқайда аз. Мұндай теңсіздік бұл қара құрдым жұлдыздардан пайда бола алмағанын, оның пайда болуы үшін стандартты космологиялық модельге сыймайтын басқа бір механизм қажет екенін көрсетеді.

«Джеймс Уэбб» телескопының ерекше жаңалықтары

Соңғы жылдары инфрақызыл ғарыш телескопы «Джеймс Уэбб» дәстүрлі ғалам дамуы туралы түсініктерге сәйкес келмейтін бірнеше нысандарды анықтады. Олардың арасында 13 миллиард жылдан астам бұрын пайда болған аса ауыр қара құрдымдар да бар. Стандартты космологиялық модель бойынша, барлық қара құрдымдар жұлдыздардан түзіледі және бастапқыда олардың массасы бірнеше Күн массасына ғана тең болады.

Аса ауыр қара құрдымдар, яғни массасы миллиондаған Күнге тең нысандар, тек көптеген қара құрдымдардың бірігуі немесе галактикалардағы газ бен шаңды жұту арқылы пайда бола алады. Алайда, Үлкен жарылыстан кейінгі алғашқы миллиард жылда галактикаларда газ бен шаң аз болған, ал қара құрдымдардың бірігуі сирек кездескен, себебі олардың гравитациялық тартылу радиусы Күн сияқты жұлдыздарға қарағанда әлдеқайда кіші болған.

Скептицизм және жаңа зерттеулер

Мұндай жаңалықтар ғылыми қауымдастықтың бір бөлігінде күмән тудырды. Кейбір зерттеушілер ерте ғаламдағы қара құрдымдардың массасы үлкен қателікпен анықталған болуы мүмкін деп болжады, сондықтан олар шын мәнінде әлдеқайда жеңіл, бұл олардың пайда болуын стандартты космология аясында түсіндіруге мүмкіндік береді.

Алайда, ғалымдар тобы осындай қара құрдымдардың бірін, яғни Abell 2744-QSO1 галактикалық ядросындағы нысанды қайта зерттеді. Біз бұл объектіні 13 миллиард жыл бұрынғы күйінде көріп отырмыз. Зерттеу нәтижелері Корнелл университетінің препринт серверінде жарияланды.

Көне галактиканың ерекше қасиеттері

Талдау көрсеткендей, Abell 2744-QSO1 қара құрдымының массасы Күннен шамамен 50 миллион есе үлкен. Ал қалған галактиканың массасы тіпті қара құрдымның өзінен де аз болып шықты, сондықтан зерттеушілер оны «жалаңаш» деп атады — яғни, әдеттегі жұлдыздық ортасынан айырылған. Бұл өте сирек кездесетін жағдай, себебі әдетте қара құрдым галактика массасының тек аз ғана бөлігін жұта алады. Мысалы, біздің галактикамыздың массасы жүздеген миллиард Күнге тең болса, ең ауыр қара құрдымның массасы бірнеше миллион Күнге ғана жетеді (пропорциясы бірден бірнеше ондаған мыңға дейін). Ал Abell 2744-QSO1 жағдайында бұл пропорция бірден бірге дейін жетеді.

Сонымен қатар, Abell 2744-QSO1 заттарының спектрлік сызықтары бұл галактиканың «қарапайым» екенін көрсетеді: онда сутегі мен гелий бар, бірақ ауыр элементтер жоқтың қасы. Бұл галактикада аса жаңа жұлдыздар көп болмағанын білдіреді, себебі ауыр элементтер дәл осындай жұлдыздарда түзіледі. Қара құрдымдар әдетте аса жаңа жұлдыздардың жарылуынан пайда болады, сондықтан мұндай ортада аса ауыр қара құрдымның жұлдыздық қара құрдымдардан түзілуі өте қиын.

Бастапқы қара құрдымдар: гипотеза және мәселелер

Зерттеу авторлары Abell 2744-QSO1 қара құрдымын «бастапқы қара құрдымдар» деп аталатын гипотетикалық нысандардың қатарына жатқызады. Бұл — аса тығыз заттың ерте ғаламда, Үлкен жарылыстан кейін бір секунд өтпей жатып, тікелей коллапсынан пайда болған объектілер. Олар аса жаңа жұлдыздардың жарылуынан емес, ерекше физикалық жағдайлардан туындайды.

Бұл тұжырымдаманы алғаш рет 1966 жылы Яков Зельдович пен Игорь Новиков ұсынған. Алайда, мұндай қара құрдымдардың түзілуі үшін ғаламда Үлкен жарылыстан кейін бірден айтарлықтай тығыздық ауытқулары қажет. Мұндай объектілердің пайда болуы үшін әлі де сенімді және жалпыға танылған теориялық негіз жоқ.

Баламалы түсіндірмелер

Аса ауыр қара құрдымдардың ғаламның алғашқы миллиард жылында пайда болуын түсіндіретін тағы бір гипотеза бар — бұл реликті қара құрдымдар. «Секірмелі космология» деп аталатын модельде ғалам бірнеше рет кеңейіп, сығылып, қайтадан жарылыс арқылы жаңа циклге өтеді. Осындай модельде алдыңғы циклден қалған қара құрдымдар кеңістіктің-уақыттың максималды сығылу кезеңінен өтіп, жаңа ғалам дәуіріне сақталып қалуы мүмкін.