
Исследователи обнаружили старейшую из когда-либо наблюдавшихся черных дыр, датируемую зарождением Вселенной, и обнаружили, что она "съедает" свою галактику-хозяина.
Международная команда, возглавляемая Кембриджским университетом, использовала космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) NASA / ESA / CSA для обнаружения черной дыры, которая образовалась через 400 миллионов лет после Большого взрыва, более 13 миллиардов лет назад.
Тот факт, что эта удивительно массивная черная дыра — в несколько миллионов раз превышающая массу нашего солнца — существует даже на такой ранней стадии зарождения Вселенной, бросает вызов нашим предположениям о том, как формируются и растут черные дыры. Астрономы полагают, что сверхмассивные черные дыры, обнаруженные в центре галактик, подобных Млечному Пути, выросли до своих нынешних размеров за миллиарды лет. Но размер этой недавно открытой черной дыры предполагает, что они могли образоваться другими способами: они могли "родиться большими" или они могут поглощать материю со скоростью, в пять раз превышающей ту, которая считалась возможной.
Согласно стандартным моделям, сверхмассивные черные дыры образуются из остатков мертвых звезд, которые коллапсируют и могут образовать черную дыру, масса которой примерно в сто раз превышает массу Солнца. Если бы она росла ожидаемым образом, этой недавно обнаруженной черной дыре потребовалось бы около миллиарда лет, чтобы вырасти до наблюдаемых размеров. Однако Вселенной еще не было миллиарда лет, когда была обнаружена эта черная дыра.
"Черные дыры такой массы во Вселенной появляются очень рано, поэтому мы должны рассмотреть другие способы их образования", - сказал Майолино из Кембриджской Кавендишской лаборатории и Института космологии Кавли. "Очень ранние галактики были чрезвычайно богаты газом, так что они были бы чем-то вроде буфета для черных дыр".
Как и все черные дыры, эта молодая черная дыра поглощает материал из своей галактики-хозяина, чтобы подпитывать свой рост. Тем не менее, обнаружено, что эта древняя черная дыра поглощает материю гораздо более энергично, чем ее собратья в более поздние эпохи.
Молодая галактика-хозяин, называемая GN-z11, светится от такой энергичной черной дыры в своем центре. Черные дыры нельзя наблюдать непосредственно, но вместо этого их можно обнаружить по характерному свечению вращающегося аккреционного диска, который образуется у краев черной дыры. Газ в аккреционном диске становится чрезвычайно горячим и начинает светиться и излучать энергию в ультрафиолетовом диапазоне. Именно благодаря этому сильному свечению астрономы могут обнаруживать черные дыры.
GN-z11 - компактная галактика, примерно в сто раз меньшая, чем Млечный Путь, но черная дыра, вероятно, препятствует ее развитию. Когда черные дыры потребляют слишком много газа, они выталкивают его подобно сверхбыстрому ветру. Этот "ветер" может остановить процесс звездообразования, медленно убивая галактику, но он также убьет саму черную дыру, поскольку он также отключит источник "пищи" черной дыры.
Майолино говорит, что гигантский скачок вперед, обеспеченный JWST, делает это время самым захватывающим в его карьере. "Это новая эра: гигантский скачок в чувствительности, особенно в инфракрасном диапазоне, подобен переходу с телескопа Галилея на современный телескоп за одну ночь", - сказал он. "До того, как Вебб появился в Сети, я думал, что, возможно, вселенная не так интересна, если выйти за рамки того, что мы могли видеть с помощью космического телескопа "Хаббл ". Но на самом деле это было совсем не так: вселенная была довольно щедра в том, что она нам показывает, и это только начало. "
Майолино говорит, что чувствительность JWST означает, что в ближайшие месяцы и годы могут быть обнаружены еще более старые черные дыры. Майолино и его команда надеются использовать будущие наблюдения JWST, чтобы попытаться найти более мелкие "зародыши" черных дыр, которые могут помочь им разобраться в различных способах образования черных дыр: начинают ли они с больших размеров или быстро растут.
Источник: Nature, Кембриджский университет
Информация о космосе также есть в сообществе в ВК https://vk.com/fotoastronomiya
На изображении:
Галактика GN-z11, в центре которой космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил старейшую из когда-либо обнаруженных черных дыр.