В ранней Вселенной плотные звездные скопления могли стать местом, где звезды часто сталкивались и сливались. Моделирование, проведенное астрофизиками Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, связывает такие столкновения с появлением зародышей сверхмассивных черных дыр.
Сегодня звезды почти не сталкиваются: расстояния между ними слишком велики. Но вскоре после Большого взрыва существовали компактные области активного звездообразования. В них звезды могли сближаться на больших скоростях. Быстрые столкновения разрушали звезды, а более медленные приводили к слиянию.
Повторные слияния, согласно расчетам, способны создать чрезвычайно массивную звезду. В конце жизни она может коллапсировать и образовать черную дыру промежуточной массы. Такие объекты тяжелее черных дыр, возникающих после смерти обычных звезд, но легче сверхмассивных черных дыр в центрах галактик.
Исследователи связывают модель с наблюдаемыми телескопом James Webb Space Telescope компактными объектами, которые называют маленькими красными точками. Эти объекты могут быть плотными звездными скоплениями с быстро растущей черной дырой в центре. Новая работа предполагает, что частые столкновения звезд внутри таких скоплений могли сформировать массивную звезду, ставшую зародышем будущей сверхмассивной черной дыры.
Модель учитывает и другой сценарий. Если черная дыра уже появилась в центре скопления, ее гравитация ускоряет окружающие звезды. Тогда столкновения чаще разрушают звезды, чем объединяют их, и выбрасывают газ в окрестное пространство. Авторы считают, что плотные скопления могли одновременно создавать черные дыры и поставлять материал для их дальнейшего роста.
Результаты опубликованы как препринт Claire E. Williams и соавторов: A cosmological framework for stellar collisions at high redshift in proto-globular clusters, nuclear star clusters, and Little Red Dots. DOI: 10.48550/arxiv.2603.26872.
