Астрономы обнаружили черную дыру, которая существовала до формирования своей галактики-хозяина. Данное открытие меняет классические представления о росте черных дыр.
Находка в ранней Вселенной
Наблюдения за древними галактиками, которые получили название «маленькие красные точки», проводились с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб». Данные исследования могут дать ответ на давний вопрос: что появилось раньше, черная дыра или ее галактика. Оказалось, что ответ не совпадает с ожиданиями ученых. Результаты их исследования опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Маленькие красные точки впервые обнаружили в 2022 году. Сразу после этого телескоп JWST представил астрономам тип галактики, который никогда ранее не наблюдали. Также ученые выяснили, что они широко распространены в молодой Вселенной, но исчезают примерно через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва.
Сверхмассивные черные дыры
Телескоп также обнаружил множество сверхмассивных черных дыр с массами в миллионы и миллиарды раз больше солнечной. Эти объекты существовали до того, как Вселенной исполнился один миллиард лет.
Проведенное исследование указывает на другой сценарий. Сверхмассивные черные дыры могут рождаться напрямую. Им не нужно ждать миллионы лет до коллапса массивной звезды. Также ранним черным дырам не требуется поглощать огромные объемы газа и пыли из галактик-хозяев. Такое питание считалось необходимым для их роста.
Новые данные показывают, что черные дыры могут формироваться до того, как соберутся вместе галактики, которые станут их хозяевами.
Член исследовательской группы Роберто Майолино из Кембриджского университета назвал это открытие замечательным. По его словам, это смена парадигмы и полное переосмысление классических сценариев образования и роста черных дыр.
Прямое измерение массы черной дыры
Ученые сосредоточились на малой красной точке под обозначением Abell2744-QSO1. Эта галактика существовала через 700 миллионов лет после Большого взрыва. Свет от этого древнего объекта шел к Земле больше 13 миллиардов лет. Ширина галактики составляет 1,3 тысячи световых лет.
По словам астрономов, РQSO1 легче изучать благодаря гравитационному линзированию. Это явление впервые описал Эйнштейн в 1915 году. Оно возникает, когда массивный объект находится между удаленным фоновым объектом и Землей. Свет от фоновых объектов может достигать телескопов в разное время, увеличивая изображение. В случае с QSO1 линзирование создает скопление галактик Abell 2744, известное также как скопление Пандоры.
Первоначально исследователи полагали, что QSO1 является сверхмассивной черной дырой массой в 40 миллионов солнечных масс, окруженной облаком водорода и гелия. Однако ученые не могли быть полностью уверены в этой массе.
Член команды Франческо Д’Эудженио из Кембриджского университета пояснил, что до сих пор все измерения массы черных дыр в ранней Вселенной были косвенными. Они основывались на предположениях, исходя из знаний о черных дырах в локальной Вселенной. Исследователи не знали, применимы ли эти предположения к далекой Вселенной.
Неразгаданные тайны
Вокруг черной дыры в QSO1 остаются неразгаданные вопросы, особенно касающиеся того, как она образовалась. Команда считает, что черная дыра могла вырасти из тяжелого зародыша, образовавшегося в результате коллапса газового и пылевого облака. Или же она могла зародиться непосредственно в начальные моменты Большого взрыва в результате пока неизвестного процесса.
VK
OK
Telegram
Дзен