Старейшая из когда-либо обнаруженных черных дыр — почти ровесница нашей Вселенной. Ее возраст, размеры и скорость поглощения материи меняют представление о том, как вообще могут образовываться такие объекты, сообщает Кембриджский университет (Великобритания).
Найти эту черную дыру международной команде ученых помог космический телескоп им. Джеймса Уэбба. Согласно расчетам, она возникла спустя 400 миллионов лет после Большого взрыва, то есть более 13 миллиардов лет назад в галактике GN-z11, которая тогда была достаточно молодой — по космическим меркам.
Увидеть саму по себе черную дыру невозможно, но ее можно вычислить по ультрафиолетовому излучению аккреционного диска — вращающимся потокам раскаленных частиц, которые образуются вблизи краев дыры. Для телескопа галактика фактически начинает светиться от такого активного движения в центре.
Черная дыра в GN-z11 на удивление массивна — в несколько миллионов раз превосходит наше солнце, и появление такого крупного объекта на таком раннем этапе развития Вселенной ставит под сомнение основную теорию зарождения черных дыр.
«До сих пор астрономы полагали, что сверхмассивные черные дыры, обнаруженные в центрах галактик, таких как Млечный Путь, росли до своих нынешних размеров в течение миллиардов лет. Но размер этой недавно открытой черной дыры предполагает, что они могут образовываться по-другому: они могут «родиться большими» или могут поглощать материю со скоростью, в пять раз превышающей ту, которую считали возможной», — поясняют в Кембриджском университете.
«Сверхмассивные черные дыры» — это те, которые при рождении примерно в сто раз превышали массу Солнца, но не в миллионы раз. Считается, что они могут появиться из остатков мертвых звезд, которые коллапсируют. Но если бы обнаруженная дыра-гигант росла, согласно имеющейся теории, ей потребовалось бы около 1 миллиарда лет, чтобы вырасти до наблюдаемого размера. Однако, не секрет, что мы видим объекты в космосе такими, какими они были очень давно. Так вот, обнаруженная черная дыра была такой огромной задолго до того, как Вселенная (не говоря уж о дыре) отметила миллиардный день рождения.
«Буфет» для черной дыры
Ученые, обнаружившие объект, считают, что небывалые габариты можно объяснить временем появления черной дыры.
«Как и все черные дыры, эта молодая черная дыра поглощала материал из родительской галактики, чтобы стимулировать свой рост. Обнаружено, что она поглощает материю гораздо энергичнее, чем ее собратья в более поздние эпохи. Очень ранние галактики были чрезвычайно богаты газом, поэтому они были своего рода буфетом для черных дыр», — отмечают в университете.
GN-z11 — компактная галактика, примерно в сто раз меньше Млечного Пути, но черная дыра, скорее всего, мешает ее развитию. Дело в том, что когда такие объекты поглощают слишком много газа, они отталкивают излишки — и это порождает что-то наподобие ветра с огромной скоростью. Этот «ветер» может остановить процесс звездообразования, медленно убивая галактику, но он же может убить и саму черную дыру, поскольку «сдует» и сделает недоступным для нее источник «пищи».
При этом ученые считают, что объект в галактике GN-z11 — не единственный в своем роде. Благодаря небывалой чувствительности телескопа им. Джеймса Уэбба, они надеются в ближайшие месяцы или годы обнаружить еще более старые черные дыры. Если удастся найти более мелкие «зародыши» черных дыр, это может помочь им разобраться в различных способах формирования: рождаются они уже больших размеров или быстро растут.
В ранней Вселенной обнаружена галактика, похожая на Млечный Путь