Недавние наблюдения, проведенные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), зафиксировали черную дыру, растущую с феноменальной скоростью в ранней Вселенной. Обнаруженный объект, известный как LID-568, существует примерно с момента, когда Вселенной было около 1,5 млрд лет после Большого взрыва, что составляет около 11% её текущего возраста.
Сверхмассивная черная дыра растет слишком быстро
Черные дыры — это чрезвычайно плотные объекты с мощной гравитацией, которая притягивает и поглощает окружающий материал, включая звезды, газ и пыль. Наблюдаемая черная дыра LID-568 имеет массу примерно в 10 млн раз больше массы Солнца, что в 2,5 раза превышает массу сверхмассивной черной дыры Стрелец A, находящейся в центре Млечного Пути. Ученые пока не установили массу галактики, в центре которой находится LID-568.
«Существование таких сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной бросает вызов нашим представлениям о процессе их формирования и роста», — отметил астроном Хевон Су из Международной обсерватории Джемини и NOIRLab Национального научного фонда США, ведущий автор исследования, опубликованного в Nature Astronomy.
Нарушение теоретического предела роста Черной дыры: аккреция сверх нормы
Телескоп Джеймса Уэбба зафиксировал, что LID-568 аккрецирует (поглощает) окружающий материал с интенсивностью, превышающей так называемый предел Эддингтона более чем в 40 раз. Предел Эддингтона представляет собой теоретический максимум скорости, с которой черная дыра может поглощать материал. Превышение этого предела указывает на необычайно мощное «пиршество» черной дыры.
«Предел Эддингтона — это баланс между гравитационным притяжением черной дыры и силой излучения, которое возникает в процессе аккреции», — объяснила астроном Джулия Шарвэхтер из обсерватории Gemini и NOIRLab, соавтор исследования.
Теории происхождения первичных черных дыр и значение LID-568
Считается, что первичные черные дыры могли образоваться двумя основными путями: либо в результате взрывной гибели первых звезд, либо в результате коллапса массивных облаков газа, которые существовали в ранней Вселенной.
«Открытие LID-568 указывает на то, что существенный рост массы черных дыр может происходить в одном эпизоде быстрой аккреции, что помогает объяснить, как сверхмассивные черные дыры могли формироваться так быстро в ранней Вселенной», — отметил Су.
Использование рентгеновских и инфракрасных наблюдений для изучения черной дыры LID-568
Ключевым признаком растущей сверхмассивной черной дыры является излучение рентгеновских лучей — высокоэнергетического электромагнитного излучения. Впервые LID-568 была обнаружена при помощи рентгеновской обсерватории Чандра NASA, после чего наблюдения были продолжены с помощью инфракрасных возможностей Уэбба. Наблюдения телескопа предполагают существование механизмов, благодаря которым черные дыры могут поглощать материал с гораздо большей скоростью, чем считалось возможным ранее.
«LID-568 уникальна благодаря своей чрезвычайной скорости роста и тому факту, что она существует так рано во Вселенной», — подчеркнул Су. «Нам необходимо больше данных для дальнейшего понимания механизма, который позволяет LID-568 превысить предел Эддингтона».
Возможные перспективы для дальнейших исследований черной дыры
Ученые планируют продолжить исследования с помощью телескопа Уэбба, чтобы раскрыть механизмы, позволяющие черной дыре LID-568 нарушать традиционные модели роста. Эти данные помогут понять, каким образом сверхмассивные черные дыры могли достигать столь больших размеров на ранних стадиях существования Вселенной.
Комментарии (0)