Нове дослідження пояснює одну з найспантеличніших знахідок JWST — чорні діри в ранньому Всесвіті виявилися занадто масивними для своїх галактик. Зараз надмасивна чорна діра становить 0,1–0,5% зоряної маси галактики-господаря. Але JWST, заглянувши в перший мільярд років після Великого вибуху, побачив іншу картину: 10–30%. А в деяких об’єктах, відомих як Little Red Dots, маса чорної діри перевищувала всю зоряну масу галактики.
Команда фізика Мухаммада Латіфа з Університету ОАЕ змоделювала утворення цих монстрів. Ранні чорні діри, за їхньою моделлю, виникали через прямий колапс у первинних гало темної матерії — без жодного зоряного попередника. Матерія схлопнувалась у чорну діру напряму. Теоретики давно допускали існування таких об’єктів, і тепер симуляції підтверджують, що саме вони могли стати зародками надмасивних чорних дір.
Модель не потребує надеддінгтонівської акреції — чорні діри росли лише на половині еддінгтонівського темпу. Перекіс у масах пояснюється пригніченням зореутворення: зворотний зв’язок від чорної діри нагрівав і розпорошував холодний газ, а зорі Населення III — перше покоління, масивне й короткоживуче — вибухали як надпотужні наднові й викидали метали з галактики. Разом ці процеси не давали галактиці нарощувати зоряну масу.
Симуляції вперше простежили коеволюцію прямоколапсної чорної діри та її галактики протягом кількасот мільйонів років і точно відтворили спектри двох відомих ранніх галактик — UHZ1 і GHZ9 на червоних зміщеннях 10,1 та 10,4. Кількість виявлених JWST «надмасивних» галактик узгоджується з теоретичними оцінками густини прямоколапсних чорних дір, тож такі системи можуть виявитися звичайною фазою ранньої галактичної еволюції.