Астрономи відкрили унікальну чорну діру, що знищує матерію з рекордною швидкістю

Команда астрономів під керівництвом Хьювон Сух з обсерваторії Джеміні та NOIRLab виявила у ранньому Всесвіті надмасивну чорну діру, яка є найненажерливішою з-поміж тих, що були коли-небудь зафіксовані.

Зазначається, що вона розташована в центрі галактики LID-568, яка існувала лише через 1,5 мільярда років після Великого вибуху, і поглинає матеріал зі швидкістю, яка перевищує так звану «межу Еддінгтона» більш ніж у 40 разів.

Таке відкриття може допомогти розгадати одну з найбільших загадок раннього Всесвіту: як надмасивні чорні діри встигають набрати таку величезну масу за відносно короткий час після Великого вибуху.

«Ця чорна діра справляє враження, що вона на „бенкеті“. Цей випадок показує, що механізм швидкого поглинання матеріалу, що перевищує межу Еддінгтона, може пояснити появу таких масивних чорних дір у ранньому Всесвіті» - розповіла астроном з обсерваторії Джеміні та NOIRLab Національного наукового фонду США Юлія Шарвехтер.

Як відомо, межа Еддінгтона визначає максимально можливу швидкість, з якою чорна діра може поглинати матеріал, таким чином коли матеріал, що оточує чорну діру, нагрівається від тертя до надзвичайно високих температур, він починає випромінювати світло, яке створює певний тиск. На певному етапі цей тиск стає достатньо сильним, щоб зупинити подальше наближення матеріалу до чорної діри.

Повідомляється, що деякі чорні діри можуть перевищувати цю межу, що називається «супер-Еддінгтонівським» поглинанням. У цьому випадку чорна діра продовжує поглинати велику кількість маси до моменту, коли випромінювання все ж таки починає перешкоджати подальшому процесу.

Для виявлення чорної діри команда використовувала космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) для спостережень за галактиками, які, за даними рентгенівського телескопа Чандра, випромінюють потужне рентгенівське світло, але тьмяні в інших діапазонах. Коли вчені досліджували галактику LID-568, їм вдалося точно визначити її положення за допомогою спектрографа JWST.

Детальні дослідження виявили потужні викиди з надмасивної чорної діри, що є ознакою активного поглинання матеріалу, а аналіз даних показав, що чорна діра в LID-568 має масу в 7,2 мільйона разів більшу за масу Сонця, однак світність навколо її диска набагато вища, ніж це було б можливо за стандартних умов.

За словами дослідників, це відкриття може дати уявлення про формування перших надмасивних чорних дір у Всесвіті. Існує припущення, що перші такі чорні діри могли утворитися не із зірок, а шляхом безпосереднього колапсу великих газових хмар.

Такий механізм, разом з епізодами супер-Еддінгтонівського поглинання, міг дати їм перевагу у швидкому нарощуванні маси.

«Відкриття чорної діри з супер-Еддінгтонівським поглинанням вказує на те, що значна частина маси може наростати під час одного епізоду швидкого поглинання. Це справедливо незалежно від того, чи мала чорна діра спочатку „легке“ або „важке“ походження», — розповів керівник дослідження Хьювон Сух.

Раніше, японські астрономи з Національної астрономічної обсерваторії (NAOJ) заявили, що відоме зображення надмасивної чорної діри в центрі Чумацького Шляху може бути неточним.

Нагадаємо, що науковці з Кіпру та Гаваїв провели дослідження одного з найдавніших відомих квазарів — COS-87 259, світло від якого подорожувало до Землі близько 13 мільярдів років.