Астрономы обнаружили самую старую черную дыру из когда-либо наблюдавшихся
Исследователи обнаружили очень старую черную дыру, которая «съедает» свою родительскую галактику.
Международная команда ученых, возглавляемая Кембриджским университетом, использовала космический телескоп «Джеймс Уэбб» NASA/ESA/CSA (JWST) для обнаружения черной дыры, которая образовалась через 400 миллионов лет после Большого взрыва, более 13 миллиардов лет назад. Результаты, которые ведущий автор профессор Роберто Майолино называет «гигантским скачком вперед», опубликованы в журнале Nature.
Тот факт, что эта удивительно массивная черная дыра (ее масса в несколько миллионов раз превышает массу нашего Солнца) образовалась так рано во Вселенной, бросает вызов нашим предположениям о том, как формируются и растут черные дыры. Астрономы полагают, что сверхмассивные черные дыры, обнаруженные в центрах галактик, подобных Млечному Пути, выросли до своих нынешних размеров за миллиарды лет. Но размер этой недавно открытой черной дыры предполагает, что они способны образовываться и другими способами: они могут «родиться большими» или могут поглощать материю со скоростью, в пять раз превышающей ту, что считалась возможной.
Согласно стандартным моделям, сверхмассивные черные дыры образуются при коллапсе звезд. Масса таких черных дыр примерно в сто раз превышает массу Солнца. Если бы обнаруженная черная дыра росла ожидаемым образом, ей потребовалось бы около миллиарда лет, чтобы вырасти до наблюдаемых размеров. Однако Вселенной еще не было миллиарда лет, когда была сформирована эта черная дыра.
«Во Вселенной еще очень рано наблюдать черные дыры такой массы, поэтому мы должны рассмотреть другие способы их образования», — сказал Майолино. — «Очень ранние галактики были чрезвычайно богаты газом, поэтому они были бы чем-то вроде буфета для черных дыр».
Как и все черные дыры, эта черная дыра поглощает материал из своей галактики, чтобы подпитывать свой рост. Тем не менее, обнаружено, что эта древняя черная дыра поглощает материю гораздо энергичнее, чем ее собратья в более поздние эпохи.
Родительская галактика GN-z11 светится от такой энергичной черной дыры в своем центре. Черные дыры невозможно наблюдать непосредственно, они обнаруживаются по характерному свечению вращающегося аккреционного диска, который образуется вблизи краев черной дыры. Газ в аккреционном диске становится чрезвычайно горячим и начинает светиться и излучать энергию в ультрафиолетовом диапазоне. Это сильное свечение позволяет астрономам обнаруживать черные дыры.
GN-z11 — компактная галактика, она примерно в сто раз меньше Млечного Пути, но черная дыра, вероятно, вредит ее развитию. Когда черные дыры потребляют слишком много газа, они выталкивают газ прочь. Образуемый «ветер» способен остановить процесс звездообразования, медленно уничтожая галактику, но он также может убить и саму черную дыру, лишив ее источника «пищи».