Первичные [tag:black_hole]чёрные дыры[/tag]: разгадка [tag:gravitational_waves]гравитационного шума[/tag] ⚡ экспресс
Измеренная массивами пульсаров амплитуда стохастического гравитационно-волнового фона (ГВФ) и обнаружение JWST переразвитых сверхмассивных чёрных дыр на больших красных смещениях бросают вызов моделям их образования. Исследовано, могут ли первичные чёрные дыры (ПЧД) в гало усиливать сигнал ГВФ. ПЧД вносят изокривизнную компоненту в спектр мощности, ускоряя формирование и слияние гало тёмной материи. Чёрные дыры опускаются к центру за счёт динамического трения, и центральный объект растёт иерархическими слияниями в дополнение к аккреции газа. Рассчитанная амплитуда ГВФ сопоставлена с 15-летними данными NANOGrav методом байесовского анализа; предсказание согласуется с наблюдениями. Модель требует падения на центр лишь 0,09–0,12% массы гало, что совместимо с долей ПЧД в тёмной материи f_pbh~0,1 при условии, что звёздные ПЧД (около 1% популяции) отвечают за наблюдаемые сверхмассивные дыры на z~6–10. Таким образом, сценарий с ПЧД одновременно объясняет и популяцию ранних квазаров, и гравитационно-волновой фон.
Детекторы гравитационных волн ловят низкочастотный гул, похожий на шум далёкого водопада. Телескоп Уэбба находит в ранней Вселенной галактики с чёрными дырами, которые кажутся слишком массивными для столь юного возраста.
Если эти невидимки составляют тёмную материю (как думали Цвикки и Рубин), то в каждой галактике их несметное количество. Подобно гальке в ручье, они тормозят о газ и звёзды, медленно опускаясь к центру. Там, слипаясь, рождают волны, которые и создают гул. Достаточно, чтобы «утонула» доля процента всей массы — как горсть камешков меняет звук реки. Расчёты совпали с многолетними наблюдениями проекта NANOGrav. Более того, эта модель объясняет и ранних гигантов: обычные чёрные дыры, попадая в такой поток, быстро растут. Так одна простая идея связывает три великие загадки космоса.
🎯 В отличие от звёздных [tag:black_hole]чёрных дыр[/tag], [tag:black_hole]первичные[/tag] не имеют нижнего предела массы: некоторые могут весить меньше Луны, оставаясь при этом горошиной.