Нове відкриття астрономів змінює уявлення про формування чорних дір у ранньому Всесвіті

Астрономи переглянули масу надяскравого квазара J0529-4351, який вважався найяскравішим об’єктом у відомому Всесвіті. Нові вимірювання показали, що чорна діра в його центрі має масу близько 1,2 мільярда сонячних мас замість попередньо оцінених 17 мільярдів — тобто у 15 разів менше. Це відкриття стало можливим завдяки інтерферометрії в ближньому інфрачервоному діапазоні на телескопах Європейської південної обсерваторії, що дала у сто разів вищу роздільну здатність порівняно з телескопом Джеймса Вебба.

Квазар J0529-4351 виявили за допомогою телескопа Джеймса Вебба. Його світність становить приблизно 200 трильйонів світностей Сонця. За попередніми розрахунками, чорна діра поглинала матерію з темпом близько однієї сонячної маси на день. Ці дані створювали проблему для теоретичної космології: спостереження показують об’єкт таким, яким він був близько 2 мільярдів років після Великого вибуху, і незрозуміло, як настільки масивні чорні діри могли сформуватися за такий короткий час.

Нова технологія інтерферометрії, реалізована на чотирьох телескопах VLT, дозволила детальніше проаналізувати джерело випромінювання. Виявилося, що значна частина світла походить не від акреційного диска — матеріалу, який обертається навколо чорної діри, — а від газу, який викидається назовні під тиском випромінювання. Попередні оцінки маси базувалися на припущенні, що весь газ рухається по орбітальних траєкторіях, що призвело до завищення результатів.

Ці дані ставлять під сумнів межу Еддінгтона — теоретичний ліміт швидкості акреції, при якому тиск випромінювання врівноважує гравітаційне притягання. Квазар J0529-4351 демонструє, що чорні діри можуть акумулювати матерію швидше, ніж передбачає класична модель. Дослідники перевірили ще один далекий квазар і отримали подібні результати, що підтверджує гіпотезу про систематичне завищення мас надмасивних чорних дір у ранньому Всесвіті.

Це відкриття полегшує пояснення формування надмасивних чорних дір у молодому космосі. Крім того, можливості інтерферометрії VLT відкривають нові перспективи для досліджень еволюції галактик та процесів формування планетних систем.