Сверхмассивные чёрные дыры представляют собой одну из самых загадочных тайн Вселенной. Эти гиганты, масса которых составляет от миллионов до десятков миллиардов солнечных масс, находятся в центре практически каждой галактики. Наука с трудом объясняет эволюцию подобных объектов и лишь предполагает, как они появились. Новое открытие, похоже, проливает свет на один из возможных механизмов рождения сверхмассивных чёрных дыр.
Открытие было сделано в ходе крупнейшего обзора неба COSMOS-Web с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб». Работу для публикации в журнале The Astrophysical Journal Letters подготовили учёные из Йельского университета в США (Yale University). В данных «Уэбба» на расстоянии 8,3 млрд световых лет от Земли исследователи обнаружили две сталкивающиеся дисковые галактики, которые по прихоти случая образовали фигуру, напоминающую восьмёрку или знак бесконечности. Собственно, сливающийся объект так и назвали — галактика «Бесконечность» (Infinity).
В центре каждого кольца символа ∞ видно по яркому пятну — это сверхмассивные чёрные дыры в каждой из галактик. Однако на стыке галактик также наблюдается яркое пятно. В этом месте не должно быть сверхмассивной чёрной дыры, но она там, похоже, есть. Учёные исследовали галактику «Бесконечность» в разных диапазонах длин волн и пришли к выводу, что, по-видимому, наблюдают рождение сверхмассивной чёрной дыры из коллапсирующего облака межзвёздного газа. Подобное могло происходить вскоре после Большого взрыва — так предполагает одна из гипотез появления сверхмассивных чёрных дыр.
В первые тысячи лет после Большого взрыва молекулярные газовые облака были настолько массивными и обширными, что под действием гравитации вполне могли схлопнуться и образовать сверхмассивные чёрные дыры. Однако для эпохи, в которую мы наблюдаем галактику «Бесконечность», такой процесс кажется маловероятным. Его могли спровоцировать особые обстоятельства — ударные волны, распространявшиеся в межзвёздном газе при слиянии галактик.
«В этом случае столкнулись две дисковые галактики, образовав кольцевые структуры из звёзд, которые мы и видим. Во время столкновения газ в этих галактиках подвергается ударам и сжатию. Этого сжатия могло быть достаточно, чтобы образовался плотный узел, который затем коллапсировал в чёрную дыру, — объясняют увиденное учёные. — Это настолько неопровержимое доказательство [механизма рождения СЧД из облаков газа], насколько мы вообще можем рассчитывать».
Дальнейшие наблюдения за галактикой «Бесконечность» помогут собрать больше данных о происходящих в ней процессах. Если факт рождения сверхмассивной чёрной дыры «из ничего» подтвердится, это станет доказательством одного из возможных механизмов появления таких объектов во Вселенной.