Астрономы наблюдали свет вокруг гигантских черных дыр, образовавшихся вскоре после Большого взрыва

This artist’s impression shows the record-breaking quasar J059-4351, the bright core of a distant galaxy that is powered by a supermassive black hole. Using ESO’s Very Large Telescope (VLT) in Chile, this quasar has been found to be the most luminous object known in the Universe to date. The supermassive black hole, seen here pulling in surrounding matter, has a mass 17 billion times that of the Sun and is growing in mass by the equivalent of another Sun per day, making it the fastest-growing black hole ever known. Александр Шереметьев

Первые «монстры» в центре древних галактик сформировались из «массивных космических семян», предполагают исследователи.

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружили заманчивые подсказки о происхождении сверхмассивных черных дыр, скрывающихся в центрах галактик. С помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» ученые наблюдали свет, исходящий от трех древних квазаров — галактик с активным ядром, то есть сверхмассивной черной дырой, интенсивно поглощающей окружающий материал.

Один из изученных квазаров — J0148. На двух вставках свет от центральной черной дыры (сверху) и от звезд галактики (снизу), который исследователи использовали для сравнения масс. Изображение: Courtesy of the researchers; NASA

Свет, который уловил телескоп, был испущен около 13 млрд лет назад, когда Вселенная находилась в зачаточном состоянии, а галактики только начинали формироваться после Большого взрыва. Данные «Уэбба» показали, что масса черных дыр, питающих древние квазары, была значительно больше по отношению к общей массе галактики по сравнению с современными системами. Соотношение составляло 1:10, в то время как современные сверхмассивные черные дыры весят в среднем в 1 000 раз меньше родительской галактики.

Когда Вселенная возникла, появились зародышевые черные дыры, которые затем поглотили материал и выросли за очень короткое время. Один из главных вопросов — понять, как эти чудовищные черные дыры могли стать настолько большими так быстро.

Минхао Юэ, соавтор исследования

Астрономы полагают, что некоторые из «самых ранних черных дыр — монстров выросли из огромных космических семян». Есть несколько теорий, которые объясняют формирование сверхмассивных черных дыр. Одна из них предполагает, что сверхмассивные объекты возникают из небольших черных дыр, образовавшихся в результате коллапса звезды при взрыве сверхновой. Со временем такие объекты накапливают материю и становятся сверхмассивными.

Альтернативная гипотеза заключается в том, что сверхмассивные черные дыры возникают в результате прямого коллапса массивных газовых облаков в ранней Вселенной. В этом сценарии с самого начала формируется гораздо большая зародышевая черная дыра. Данные наблюдений указывают, что, по-видимому, по крайней мере некоторые из гигантских объектов на заре развития Вселенной формировались таким образом.

Мы видим, что черные дыры в ранней Вселенной, кажется, растут быстрее, чем их родительские галактики. Это предварительное свидетельство того, что первоначальные семена черной дыры могли тогда быть более массивными.

Анна-Кристина Эйлерс, соавтор исследования

Читать далее:

Недалеко от нас есть планета, где ветер дует быстрее пули

Физики наблюдали кота Шредингера — превращение атомов из частиц в волну

Ученые преодолели одно из ключевых препятствий для термоядерной энергетики

На обложке: художественная иллюстрация яркого квазара. Изображение: ESO/M. Kornmesser