Телескоп James Webb обнаруживает сверхмассивные черные дыры в то время, когда Вселенной еще не было и миллиарда лет. Это противоречит всем известным моделям их образования, и исследователи предлагают неожиданное объяснение: энергия, высвобождающаяся при распаде темной материи, могла ускорить рождение этих космических гигантов.
Проблема времени
Сверхмассивные черные дыры — объекты с массой, в миллионы и миллиарды раз превышающей массу Солнца, — формируются в результате слияния и поглощения вещества. Согласно стандартным моделям, этот процесс занимает не менее миллиарда лет.
Однако космический телескоп James Webb (JWST) фиксирует такие объекты уже через 500 млн лет после Большого взрыва. Получается, что их рост значительно ускорился.
Прямой коллапс: механизм есть, но редкостный
Один из возможных механизмов — так называемый прямой коллапс: огромное газовое облако сжимается сразу в черную дыру, минуя стадию звезды. Но для этого облако должно получить достаточно энергии извне — например, от излучения окружающих звезд.
Проблема в том, что необходимые условия возникали слишком редко, чтобы объяснить количество ранних сверхмассивных черных дыр, которые видит JWST.
Темная материя как источник энергии
Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде предполагают: альтернативным источником энергии мог быть распад темной материи. Темная материя составляет около 85 % всей материи во Вселенной, но не взаимодействует со светом и до сих пор не обнаружена непосредственно.
Некоторые теоретические частицы, выходящие за пределы Стандартной модели физики элементарных частиц, способны распадаться, высвобождая ничтожное количество энергии. По подсчетам авторов исследования, достаточно было бы энергии, равной миллиардной доле триллионной доли одной пальчиковой батарейки, чтобы «подзарядить» первоначальные газовые облака и запустить прямой коллапс.
Масса под подозрением
«Первые галактики — это, по сути, шары из первоначального водородного газа, химия которого чрезвычайно чувствительна к энергетическим воздействиям на атомном уровне», — отмечает соавтор работы Флип Танедо. Команда смогла определить гипотетический диапазон масс частиц темной материи, способных инициировать такой процесс: от 24 до 27 электронвольт.
Это очень легкие частицы — для сравнения, масса электрона составляет около 511 тыс. электронвольт. Руководитель исследования Яш Аггарвал подчеркивает: «Учитывая, что телескоп James Webb продолжает обнаруживать все больше сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной, этот механизм может помочь преодолеть разрыв между теорией и наблюдениями».
Работа опубликована в апреле 2026 года в издании Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Источник: space.com
