Чорна діра масою 50 млн сонць спростовує десятиліття астрофізичних теорій

Космічний телескоп «Джеймс Вебб» продовжує руйнувати усталені наукові уявлення. Цього разу в центрі уваги опинився об’єкт Abell 2744-QSO1 — компактне інфрачервоне джерело з червоним зміщенням z = 7,04, яке ми бачимо таким, яким воно було приблизно через 700 мільйонів років після Великого вибуху. Дві нові наукові роботи присвячені саме цьому об’єкту, і їхні висновки ставлять під сумнів базові принципи астрофізики.

QSO1 належить до так званих «маленьких червоних точок» (LRD) — загадкових об’єктів, які вперше з’явилися лише на знімках «Вебба» і не були відомі науці раніше. За попередніми висновками, це надмасивні чорні діри (НМЧД), оповиті газовими хмарами в центрах ранніх галактик. До появи «Вебба» їхнє пряме спостереження вважалося неможливим.

Об’єкт знайшли в полі скупчення галактик Abell 2744, яке виконує роль гравітаційної лінзи — посилює світло далекого джерела й дає кілька його зображень одночасно. Завдяки цьому ефекту скупчення додатково збільшує об’єкт приблизно втричі, що дозволяє розглянути його значно детальніше.

Розміри QSO1 становлять близько 1300 світлових років — надзвичайно мало для системи з надмасивною чорною дірою в центрі. При цьому маса самої діри сягає двох третин маси всієї навколишньої галактики. Вперше в історії масу настільки далекої чорної діри визначили прямим методом: через спектрометри «Вебба» вчені дослідили динаміку газу в її околицях і отримали показник у 50 мільйонів сонячних мас — дещо більше за розрахункові 40 мільйонів.

Окремо насторожило вчених те, що в спектрі газів навколо об’єкта виявлено переважно первинні елементи — водень і гелій. Металів практично немає, а це означає: вибухів наднових там не відбувалося. Саме зі вибухів наднових, згідно з класичною теорією, народжуються чорні діри зоряної маси, які потім поступово ростуть і зливаються в надмасивні об’єкти в ході злиття галактик.

Уся сукупність даних підштовхує дослідників до радикального висновку: чорні діри могли формуватися й розвиватися ще до того, як виникли галактики. Це суперечить десятиліттям теоретичних уявлень і може докорінно переписати розуміння того, як еволюціонував ранній Всесвіт і що в ньому з’явилося першим — галактики чи чорні діри.