В центре большинства галактик находятся сверхмассивные черные дыры, чья масса может варьироваться от нескольких миллионов до миллиардов солнечных масс. Обычно такие черные дыры формируются на протяжении миллиардов лет через поглощение материи и слияние с другими черными дырами.

Однако космический телескоп Уэбба обнаружил черные дыры с массой, превышающей солнечную в миллиард раз, которые существовали уже через 500 миллионов лет после Большого взрыва. По современным представлениям, их появление в столь ранний период Вселенной кажется невозможным.

Недавно ученые сделали важное открытие, которое проливает свет на причину этого явления. Некоторые астрофизики выдвинули гипотезу, что сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной могли возникнуть из массивных газовых облаков, которые сжались под воздействием гравитации, аналогично процессу формирования звезд.

Однако эта теория сталкивается с проблемой: хотя гравитация может сплотить газовое облако, оно не обязательно останется единым целым. Газовое облако остывает слишком быстро, чтобы образовать одну сверхмассивную черную дыру. Пока газ горячий, его давление противостоит гравитации, но при охлаждении давление падает, и гравитация сжимает небольшие фрагменты до того, как все облако превратится в одну большую черную дыру.

Авторы исследования включили темную материю в свои модели и обнаружили, что это приводит к излучению, которое помогает газовому облаку оставаться цельным, позволяя ему преобразоваться в черную дыру. Исследователи предполагают, что темная материя может состоять из нестабильных частиц, распад которых создает излучение, способное расщеплять молекулярный водород. Это излучение замедляет охлаждение водородных облаков, что, по мнению ученых, позволило образованию сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной непосредственно из этих облаков.