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.
Художнє зображення чорної діри, яка знаходиться у галактиці GN-z11, яку сфотографував «Габбл» (зліва). NMASA, ESA, P. Oesch (Yale University), G. Brammer (STScI), P. van Dokkum (Yale University), and G. Illingworth (University of California, Santa Cruz) (Inset) Robert Lea
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.