Ученые уверяют, что они находятся совсем близко к тому моменту, где начались черные дыры. Подобные объекты никогда не обнаруживались непосредственно, однако известно, что процесс формирования был весьма необычным. Речь идет о взрывном коллапсе крупной и умирающей звезды в собственную гравитационную скважину. Суть в том, что материя в этих черных дырах не была подавлена в сингулярность последними вздохами старой звезды.
Действительно, если вернуться в прошлое, когда пространство насчитывало всего 1 млрд. лет, древних звезд просто не существовало. Вместо этого вы могли наблюдать гигантские облака материи, заполняющей пространство, из чего появились ранние галактики. Исследователи считают, что некоторое количество материи все же сближалось более тесно и коллапсировало в собственный гравитационный колодец, как старые звезды делали это позже. Подобные коллапсы создавали сверхмассивные черные дыры, которые никогда ранее не были звездами. Астрономы именуют такие явления «черные дыры прямого коллапса» (DCBH). Проблема лишь в том, что ранее подобные объекты никто не видел.
Однако все может измениться. В новом исследовании выдвинули предположение, что будущий космический телескоп Джеймс Уэбб НАСА должен оказаться достаточно чувствительным, чтобы отыскать галактику с черной дырой из древнего периода вселенской истории. Более того, ученые предлагают ряд подписей, которые могли бы намекнуть на идентификацию галактики с DCBH.
Чтобы предсказать DCBH, исследователи использовали компьютерную модель и имитировали древние черные дыры в ранней Вселенной. Оказалось, при формировании DCBH вокруг нее находится множество крупных звезд с коротким сроком жизни и свободных от металлов. Поэтому свет от галактики-хозяина будет поддерживать подписи звезд с низким содержанием металлов.
Также ученые выяснили, что возникающие DCBH излучают особые высокие частоты электромагнитного излучения, которые Джеймс Уэбб сможет распознать. Телескоп сумеет изучить раннюю Вселенную, потому что сможет смотреть очень далеко на древний свет, путешествующий в течение длительного периода времени. Он крайне слабый, поэтому научный мир нуждается в невероятно чувствительном инструменте.
Исследователи считают, что после запуска Джеймса Уэбба можно будет обнаружить DCBH в кратчайшие сроки. Дело в том, что мы уже знаем локацию множества черных дыр из древней Вселенной, которые могут оказаться DCBH. Существует ряд вопросов, на которые телескоп сумеет отыскать ответы. Например, формируется ли сначала DCBH, а потом галактика вокруг, или наоборот? Это одна из последних великих вселенских загадок и ученые намерены докопаться до истины.