Как чёрные дыры-малютки строят гигантов экспресс
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» разглядел древние галактики, внутри которых зреют чёрные дыры-переростки — они слишком массивны для столь юного возраста после Большого взрыва. Для обычного роста времени не хватило бы, значит, они собирались иначе.
Возможно, строительным материалом послужили первичные чёрные дыры — гипотетические крохи, идею которых выдвинул Стивен Хокинг. Из таких «кирпичиков», замешанных на тёмной материи, быстро возводятся космические тяжеловесы. В скоплениях они сливаются как капли на стекле — тот же закон описывает лавину слияний. Тяжёлые объекты тонут к центру, сталкиваются чаще и растут взрывообразно.
Неожиданный поворот: каждая такая кроха размером с атом весит как гора, а их коллективное поведение подчиняется уравнению дождевых капель. Моделирование подтверждает — уже через считанные мгновения после Большого взрыва рой малюток мог породить чёрную дыру-гиганта, которую мы видим сегодня как красную точку.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2604.01684
In arXiv:2507.07171, we demonstrate that the high-redshift supermassive black holes in the so-called "little red dots" discovered by James Webb Space Telescope (JWST) can be explained by the primordial black hole (PBH) clustering on small scales. In this paper, we present a comprehensive simulation of the successive PBH mergers within a cluster by solving the Smoluchowski coagulation equation. We derive the coagulation kernel considering both cases with and without the effects of mass segregation. Then we employ the Monte Carlo method to solve the equation, implementing the full-conditioning scheme using the discrete inverse transformation method. Our simulations determine the runaway timescales of clusters and the mass population evolution of PBHs across a wide range of cosmic redshifts, depending on the number of PBHs within the cluster and the associated density.
Первичные чёрные дыры до сих пор не обнаружены напрямую, но они могут составлять значительную долю тёмной материи — невидимого вещества, которое удерживает галактики от разлёта.