С помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) ученые обнаружили и «взвесили» самую далекую из известных спящих сверхмассивных черных дыр, результатами чего поделились на страницах Science.
Рекордная черная дыра находится в центре галактики MRG‑M0138 в созвездии Кита, расположенной в 10 миллиардах световых лет от Земли — в 15 раз дальше, чем предыдущий рекордсмен. Мы наблюдаем ее в ту эпоху, когда Вселенной было всего около 3 миллиардов лет — примерно четверть ее нынешнего возраста.
Для определения массы далекого, да еще и невидимого объекта воспользовались косвенным измерением — отследили движение вращающихся вокруг звезд. Метод звездной динамики давно отработан, но никогда не применялся на таких огромных даже по космическим меркам расстояниях.
«Определив характер коллективного движения звезд в ядре этой далекой галактики, мы смогли измерить массу ее иначе не обнаружимой сверхмассивной черной дыры. Убедившись в работоспособности подобной методики для галактик в ранней Вселенной, мы теперь можем применить ее и к другим объектам», — пояснил профессор Ричард Эллис из Университетского колледжа Лондона, старший автор исследования.
Результаты таковы: масса черной дыры MRG‑M0138 превышает солнечную в 4,3–8,1 миллиарда раз.
Работу ученым облегчило гравитационное линзирование. Роль лупы сыграло галактическое скопление MACS J0138.0–2155. Расположенное на расстоянии 4,5 миллиарда световых лет между нами и MRG‑M0138, оно увеличило в 30 раз и размножило ее свет.
«Комбинируя данные JWST с гравитационным линзированием, мы смогли заглянуть внутрь сферы влияния черной дыры — области, где ее гравитация разгоняет звезды. Это один из лучших методов, которыми мы располагаем для взвешивания черных дыр. Поэтому мы были очень рады распространить его на гораздо более ранний период космической истории», — поделился астроном Эндрю Ньюман из Обсерватории Карнеги в Пасадене, ведущий автор исследования.
Выяснилось также, что не только сама черная дыра «дремлет», но и окружающая галактика пребывает в «спячке» — новые звезды в ней больше не рождаются. Вероятно, MRG‑M0138 когда-то в прошлом содержала яркий квазар. Ученые полагают, что, когда эта черная дыра только появилась и быстро росла, своей энергией она выжгла или выбросила из галактики свободно плавающий газ, необходимый для образования звезд.
Черная дыра в гигантской галактике проснулась после 100 миллионов лет затишья
Найдена самая ранняя черная дыра во Вселенной
Астрофизики «взвесили» галактическое скопление Пуля
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX