Гигантская черная дыра в Галактике COS-87259 может навсегда изменить наши представления о Вселенной
AG Media3 марта 2023 г. · 4 минут чтения
Иллюстрация квазара, ранней формой которого является новая черная дыра, выбрасывающего струю горячего радиоактивного ветра в космос.
Обнаружение скрытой первичной черной дыры, которая образовалась спустя 750 миллионов лет после Большого взрыва, предполагает, что это может быть верхушкой айсберга черных дыр, скрывающихся в ранней Вселенной.
Изначальная черная дыра, в 1 миллиард раз превышающая массу нашего Солнца, была обнаружена в центре галактики COS-87259. Древняя галактика образовалась всего через 750 миллионов лет после Большого взрыва и была обнаружена радиообсерваторией Atacama Large Millimeter Array (ALMA) в Чили, на крошечном участке неба, превышающей размер полной Луны менее, чем в 10 раз.
Было замечено, как быстро растущая черная дыра, скрытая под покровом турбулентной звездной пыли, поглощает часть своего аккреционного диска орбитальной материи, а остатки извергает в виде струи, движущейся со скоростью, близкой к скорости света. Черная дыра, вероятно, находится на промежуточной стадии роста, где-то между пыльной звездообразующей галактикой и огромной ярко светящейся черной дырой, называемой квазаром.
По словам ученых, космический гигант может быть одной из тысяч необъяснимо огромных черных дыр, которые скрываются под облачным покровом ранней Вселенной. Открытие было опубликовано в журнале Monthly Notices of The Royal Astronomical Society 24 февраля (doi: 10.1093/mnras/stad266). «По правде говоря, объяснение существования 15 ранних светящихся квазаров, принадлежащих тому же времени что и COS-87259, невероятно сложно для внегалактической астрономии, учитывая ограниченный промежуток времени, необходимый для роста такой огромной черной дыры», — сказал Live Science автор исследования и астроном из Техасского университета в Остине Райан Эндсли. «Если предположить, что очень ранние черные дыры размером в миллиард солнечных масс встречаются в тысячи раз чаще, чем считалось ранее, то это значительно усугубляет проблему», — утверждает он.
Сверхмассивная тайна
Черные дыры возникают на фоне коллапса гигантских звезд, а их рост связан с непрерывным поглощением газа, пыли, звезд и других черных дыр в звездообразующих галактиках. Весь материал спиралевидно попадающий в пасти черных дыр нагревается и выделяет огромное количество энергии — электромагнитного излучения. В случае когда это происходит в больших масштабах черные дыры превращаются в квазары. Свет в космическом вакууме распространяется с фиксированной скоростью, поэтому чем глубже ученые заглядывают во Вселенную, тем более удаленный свет они перехватывают и тем дальше во времени они могут видеть.
Еще одна обсуждаемая сегодня тема — созвездие MWC 349. Художественная концепция показывает увеличенный вид MWC 349A и диска из газа и пыли вокруг неё. Авторы: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), М. Вайс (NRAO/AUI/NSF)
Согласно прошлым симуляциям «космического рассвета» — эпохи, охватывающей первый миллиард лет существования Вселенной, вздымающиеся облака холодного газа, вероятно, объединялись в гигантские звезды, которые были обречены на быстрое разрушение, и в результате этого образовались черные дыры. По мере роста Вселенной эти первые черные дыры, возможно, быстро сливались с другими, и порождали еще более крупные сверхмассивные черные дыры во Вселенной. Но благодаря чему образовалось такое огромное количество сверхмассивных черных дыр остается загадкой. Вероятно, черные дыры, которые в ученые ласково называют космическими монстрами могли исчисляться тысячами, когда Вселенная достигла всего 5% от своего нынешнего возраста. Есть предположение, что большие яркие квазары — самые видимые черные дыры, вероятно, являются лишь «верхушкой айсберга» космических монстров, прячущихся в молодом космосе.
Решение этой головоломки может указать на дыру в нашем понимании относительно формирования галактик в ранней Вселенной. 22 февраля другая группа ученых, анализируя данные космического телескопа Джеймс Уэбб, обнаружила группу из шести гигантских галактик, возраст которых составляет от 500 до 700 миллионов лет после Большого взрыва.
Возможное объяснение может заключаться в количестве и бешеной активности плотных «звездообразных» облаков, где зарождались самые ранние черные дыры. Так, в апреле 2022 года открытие еще одной быстрорастущей переходной черной дыры под названием GNz7q в галактике со вспышками звезд того же возраста, что и COS-87259, показало, что галактика производит звезды в 1600 раз быстрее, чем сегодня может позволить себе Млечный Путь. COS-87259 вращается немного медленнее, но в 1000 раз быстрее, чем нынешний Млечный Путь, хотя его черная дыра в 20 раз массивнее и ярче, чем GNz7q. «COS-87259 и GNz7q, открытые в прошлом году, заставляют нас задуматься над ранним ростом сверхмассивных черных дыр», — говорит Эндсли.
