Космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил в далекой Вселенной «большую красную точку» — сверхмассивную черную дыру, получившую неофициальное прозвище «Птица».
Революционное открытие в ранней Вселенной
Черная дыра, официально названная UHZ1, находится в галактике на расстоянии около 13,2 миллиарда световых лет, что означает, что мы видим ее такой, какой она была всего через 470 миллионов лет после Большого взрыва. Особенность Птицы заключается в том, что она окружена таким количеством пыли, что в инфракрасных наблюдениях JWST выглядит как яркая красная точка.
Феномен «большой красной точки»
Этот необычный внешний вид вызван интенсивной активностью поглощения материи черной дырой. Когда вещество падает в черную дыру, оно нагревается и излучает энергию, но окружающая пыль поглощает большую часть света с короткими длинами волн и переизлучает его на более длинных, красных волнах.
«Мы искали что-то другое, когда нашли это», — сказал Акош Богдан, астрофизик из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и ведущий автор исследования. «Она сразу выделилась своим красным цветом и компактным видом».
Беспрецедентная скорость поглощения
Больше всего астрономов удивил аппетит черной дыры. Птица поглощает материю с необычайной скоростью, приближаясь к так называемому пределу Эддингтона — теоретическому максимуму скорости, с которой черная дыра может расти.
«Эта черная дыра поглощает так много материала, что приближается к физическим пределам того, как быстро она может расти», — объяснил Энди Гулдинг, исследователь из Принстонского университета и соавтор исследования.
Команда оценивает массу Птицы примерно в 10 миллионов масс Солнца, что невероятно для такого раннего периода космической истории.
Вызов существующим теориям
Открытие ставит под сомнение существующие теории о том, как сверхмассивные черные дыры формируются и растут в ранней Вселенной. Традиционные модели предполагают, что они должны расти медленнее, начиная с меньших «зародышевых» черных дыр.
«Обнаружение такой массивной черной дыры так рано во Вселенной предполагает, что некоторые черные дыры могут рождаться большими», — сказала Приямвада Натараджан, теоретический астрофизик из Йельского университета, участвовавшая в исследовании. «Они могут формироваться непосредственно из коллапса массивных газовых облаков».
Это открытие переворачивает наши представления о ранней Вселенной с ног на голову. Найти черную дыру массой в 10 миллионов солнц спустя всего 470 миллионов лет после Большого взрыва — это как обнаружить взрослого человека в детском саду. Либо наши модели эволюции Вселенной неполны, либо мы наблюдаем какой-то экзотический механизм формирования черных дыр, о котором даже не подозревали.
Многоканальная астрономия в действии
Идентификация была возможна благодаря сочетанию инфракрасных наблюдений JWST с данными рентгеновской обсерватории NASA Chandra. В то время как JWST показал красную, пыльную галактику, Chandra обнаружил высокоэнергетические рентгеновские лучи, характерные для активно питающихся черных дыр.
«Это прекрасный пример того, как разные телескопы, работая вместе, могут раскрыть вещи, которые ни один из них не мог бы увидеть в одиночку», — сказал Богдан. «JWST показал нам галактику, а Chandra подтвердил, что в ней скрывается голодная черная дыра».
Перспективы дальнейших исследований
Астрономы планируют использовать JWST для более детального изучения Птицы, особенно чтобы понять, как такие массивные черные дыры могли сформироваться так быстро после Большого взрыва. Они также ищут похожие объекты в других частях неба.
«Птица может быть не одинока», — сказал Гулдинг. «Там может быть целая популяция этих красных точек, каждая из которых скрывает сверхмассивную черную дыру, растущую с максимальной скоростью».
Результаты были опубликованы в Nature Astronomy и представлены на 243-й встрече Американского астрономического общества.
По материалам Space.com.