Космічний телескоп «Джеймс Вебб» знайшов найдавнішу з відомих чорних дір — вона існувала вже через 400 мільйонів років після Великого вибуху. Її маса вже в 1,6 мільйона разів більша за масу Сонця, що не вписується у сучасні ідеї про формування чорних дір. Про відкриття повідомило видання Space.com, а стаття науковців опублікована у Nature.
Де шукали чорну діру ?
Новою ціллю астрономів стала вже давно відома галактика GN-z11, яку ще у 2016 році відкрив телескоп «Габбл». Вона знаходиться на відстані майже 13,4 мільярда світлових років від нас, якщо враховувати розширення Всесвіту, й має розмір приблизно у сто разів менший за розмір Чумацького Шляху. Й хоч зараз вона не є найдавнішою відомою галактикою, адже «Джеймс Вебб» знайшов і такі, що існували вже через 330 мільйонів років після Великого вибуху, GN-z11 досі цікава науковцям.
Зокрема GN-z11 вирізнилася з-поміж інших галактик її віку й розміру надзвичайною яскравістю. Попередні спостереження за нею дозволили припустити, що яскравість пояснює велика кількість зір у галактиці. Однак, це суперечить уявленням про галактичну еволюцію. Зокрема вважається, що утворені у перші сотні мільйонів років після Великого вибуху — у ранньому Всесвіті — галактики мали замало речовини, щоб швидко народжувати нові зорі. Тому астрономи вирішили націлити на галактику телескоп «Джеймс Вебб», який має набагато кращу роздільну здатність за інші телескопи.
Що незвичного у відкритій чорній дірі?
Виявити чорну діру «Джеймсу Веббу» вдалося за допомогою спектрометра NIRSpec, який може бачити світло у ближньому інфрачервоному діапазоні й вирізняти у ньому внесок різних компонентів галактик. Так з'ясувалося, що з центра GN-z11 випромінюється світло, характерне для газу, який нагрівається під впливом чорних дір. Саме це світло у попередніх дослідженнях астрономи приймали за світіння великої кількості зірок у GN-z11. А тепер завдяки «Джеймсу Веббу» виявилося, що насправді GN-z11 приховує чорну діру, яка утворилася приблизно на сто мільйонів років раніше, ніж відомі досі давні чорні діри.
Аналізуючи випромінювання, вчені виявили, що чорна діра в GN-z11 приблизно в 1,6 мільйона разів масивніша за Сонце. Це менше, ніж маса чорної діри у центрі Чумацького Шляху, яка приблизно у п'ять мільйонів разів масивніша за Сонце. Але набагато більше за сучасні уявлення астрономів про чорні діри у ранньому Всесвіті, адже кількасот мільйонів років замало, щоб накопичити понад мільйон мас Сонця маси. На думку вчених, чорна діра в GN-z11 могла утворитися не як сучасні чорні діри після колапсу масивної зорі, а із прямого колапсу газової хмари. Тоді її зародок мав би більшу масу, що дозволило б швидко зростати і вже через 400 мільйонів років після Великого вибуху мати масу в 1,6 мільйона мас Сонця.
- Чорна діра в GN-z11 не єдина видається замасивною для свого віку. Зокрема раніше таку виявила обсерваторія «Чандра» — знайдена нею чорна діра народилася вже через пів мільярда років після Великого вибуху й мала масу у понад 10 мільйонів Сонць, тому також могла утворитися одразу з хмари.