Международная команда исследователей в рамках программы CAPERS, используя данные телескопа Джеймса Уэбба, подтвердила существование сверхмассивной черной дыры в галактике CAPERS-LRD-z9, расположенной в 13,3 миллиарда световых лет от Земли. Этот объект сформировался менее чем через миллиард лет после Большого взрыва, в эпоху "космического рассвета", что делает его самой ранней из известных черных дыр. Открытие, опубликованное в The Astrophysical Journal Letters, позволяет по-новому взглянуть на эволюцию галактик в ранней Вселенной.
История открытия
Еще в 1970-х ученые установили, что большинство крупных галактик содержат в
центре сверхмассивные черные дыры (СМЧД), объясняющие феномен активных галактических ядер. Однако только с появлением телескопа Джеймса Уэбба астрономы получили инструмент для изучения "зародышей" этих космических гигантов. Галактика CAPERS-LRD-z9 была обнаружена в ходе исследования PRIMER и отнесена к новому классу "Маленьких красных точек" -
компактных, необычно ярких галактик ранней Вселенной.
Методы исследования
Используя спектрометр NIRSpec телескопа Уэбба, ученые зафиксировали характерные спектральные сигнатуры газа, движущегося с релятивистскими скоростями - явный признак присутствия черной дыры. Анализ показал как красное смещение (удаляющийся газ), так и голубое смещение (приближающийся газ), что окончательно подтвердило открытие. Масса обнаруженной черной дыры составляет около 300 миллионов солнечных масс - необычно много для столь раннего периода существования Вселенной.
Научное значение
Это открытие ставит под сомнение современные модели роста черных дыр. Оно
подтверждает, что СМЧД могли формироваться либо изначально более
массивными, либо расти значительно быстрее, чем предполагалось. Кроме
того, находка объясняет аномальную яркость "Маленьких красных точек",
которую ранее приписывали звездному населению. На самом деле, источником
излучения, вероятно, служит аккреционный диск вокруг черной дыры,
окруженный плотным облаком пыли.
Перспективы исследований
Команда CAPERS планирует продолжить изучение CAPERS-LRD-z9, чтобы лучше понять механизмы формирования и роста черных дыр в ранней Вселенной. Как
отметил руководитель исследования Энтони Тейлор, этот объект
представляет собой уникальную возможность исследовать процессы,
происходившие в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва.
Дальнейшие наблюдения помогут прояснить, как черные дыры влияли на
эволюцию первых галактик и формирование крупномасштабной структуры
Вселенной.