За допомогою космічного телескопа «Джеймс Вебб» астрономи виявили надмасивну чорну діру, яка існувала за 800 мільйонів років після Великого вибуху. Ця чорна діра, маса якої дорівнює 400 мільйонам мас Сонця, є найбільшою з тих, що були знайдені в ранньому Всесвіті. Відкриття ставить нові запитання про механізми формування таких гігантських об’єктів і їхню роль в еволюції Всесвіту. Дослідження опублікували в журналі Nature.
Художнє зображення масивної чорної діри в ранньому Всесвіті, яка після періоду швидкого зростання перейшла у «сплячий» стан. Jiarong Gu
Як вдалося відкрити гігантську чорну діру?
Зазвичай надмасивні чорні діри, які науковці знаходять у центрах галактик у Всесвіті, мають масу, що становить лише близько 0,1 відсотка від маси своєї галактики. Однак чорна діра, виявлена за допомогою телескопа «Джеймс Вебб» у ранньому Всесвіті, має масу, яка сягає приблизно 40 відсотків маси своєї рідної галактики. Цікаво, що замість активного поглинання матерії, яке є звичайним для надмасивних чорних дір, виявлена чорна діра майже неактивна. Вона поглинає матерію зі швидкістю лише одного відсотка від максимально можливої.
Унікальність цієї чорної діри полягає у тому, що її величезна маса створює гравітаційний вплив, достатній для її виявлення за допомогою телескопа «Джеймс Вебб». Одним із можливих пояснень є механізм супер-Еддінгтонівського акреційного зростання, за якого чорна діра на короткий час перевищує межу, при якій радіаційний тиск зупиняє подальше поглинання матерії. Цей механізм дозволяє чорній дірі швидко нарощувати масу за короткий період. Згідно з моделями, ці етапи активного зростання тривають лише 5–10 мільйонів років, після чого чорна діра «засинає» на тривалий період, що може тривати 100 мільйонів років. Такий сценарій пояснює, чому більшість ранніх чорних дір, зокрема виявлена зараз, знаходяться у сплячому стані.
Це відкриття є важливим кроком у вивченні формування надмасивних чорних дір. Воно підтверджує, що у ранньому Всесвіті могли існувати або народжені великими чорні діри, або такі, що пройшли періоди інтенсивного зростання. Науковці припускають, що подібні сплячі гіганти можуть бути поширеними у Всесвіті, але їх складно виявити через їхню неактивність.
Якими бувають незвичні чорні діри
За допомогою «Чандра» та ALMA астрономи знайшли чорну діру, яка обертається на боці у зворотний бік від напрямку обертання зірок галактики, в центрі якої знаходиться.
Телескоп горизонту подій відшукав у галактиці Персей А надмасивну чорну діру, яка запускає викиди газу з кільця довколишнього матеріалу зі швидкістю, близькою до швидкості світла.
Космічний телескоп «Джеймс Вебб» виявив чорну діру, яка призвела до викиду газу з галактики, що призупинило утворення нових зірок у ній.