Астрономы выявили необычный квазар под обозначением ID830 – это сверхмассивная чёрная дыра из ранней эпохи существования Вселенной, которая, по всей видимости, увеличивала свою массу с темпом, превышающим предел Эддингтона – теоретическое ограничение скорости аккреции. Дополнительную интригу создаёт тот факт, что объект одновременно испускает мощное рентгеновское и радиоизлучение – комбинацию, которую ранее считали крайне маловероятной с точки зрения теории.
Квазар ID830 существовал примерно 12 миллиардов лет назад, когда возраст Вселенной составлял лишь около 15% от нынешнего. Несмотря на столь «юный» космический период, масса объекта уже достигала приблизительно 440 миллионов масс Солнца. Для сравнения: это более чем в сто раз превышает массу Стрельца A* — чёрной дыры в центре Млечного Пути. ID830 активно втягивает окружающее вещество, формируя быстро вращающийся аккреционный диск, где материя движется со скоростями, близкими к световой. Одновременно из его полюсов вырываются мощные струи излучения.
Результаты работы международной исследовательской группы были опубликованы 21 января в журнале The Astrophysical Journal. Учёные изучали объект в разных диапазонах электромагнитного спектра, чтобы понять, каким образом ему удалось превысить классический предел Эддингтона.
Согласно существующим моделям, рост чёрной дыры ограничен физическими законами. Когда она поглощает газ и пыль, вокруг формируется аккреционный диск. Падающее вещество разогревается и начинает излучать энергию, создавая радиационное давление. Это давление частично отталкивает материю наружу, препятствуя её дальнейшему падению внутрь. Именно баланс между гравитацией и излучением и определяет предел Эддингтона – своеобразный механизм саморегуляции.
Тем не менее, исследователи считают, что в определённых условиях этот лимит может временно нарушаться. Один из возможных сценариев предполагает кратковременные фазы чрезвычайно интенсивного поглощения вещества, прежде чем возрастающее радиационное давление замедлит процесс. Альтернативная гипотеза связана с особенностями геометрии: вещество может поступать к чёрной дыре через экваториальную область, тогда как излучение преимущественно выходит через полюса, не создавая существенного препятствия для притока материи.
Подобные механизмы частично объясняют, каким образом сверхмассивные чёрные дыры сформировались столь рано в истории космоса. Наблюдения космического телескопа «Джеймс Уэбб» уже указывали на то, что такие объекты возникали значительно быстрее, чем предсказывали прежние теоретические расчёты.
Существует также гипотеза, что «зародышами» первых чёрных дыр могли стать звёзды Популяции III – самые древние и чрезвычайно массивные светила ранней Вселенной. Однако даже при таком сценарии будущим сверхмассивным чёрным дырам потребовался бы длительный – более 650 миллионов лет – непрерывный рост почти на пределе Эддингтона, что предполагает наличие огромных запасов окружающего газа.
Открытие ID830 ставит под сомнение прежние представления о формировании первых гигантских чёрных дыр и может потребовать пересмотра существующих моделей эволюции ранней Вселенной.
Напомним, ученые зафиксировали новые разломы на Луне и заявили, что она уменьшается.