Переїла і заснула: астрономи виявили найбільшу чорну діру в ранньому Всесвіті

Астрономи за допомогою космічного телескопа Вебб виявили "сплячу" надмасивну чорну діру, що "спала", яка існувала всього 800 млн років після Великого вибуху. Цей космічний монстр "заснув" після того, як поглинув занадто велику кількість галактичного газу. Це незвичайна чорна діра, адже вона має масу, яка в 400 млн разів більша за масу Сонця і є найбільшою чорною дірою, яку спостерігав телескоп Вебб у ранньому Всесвіті. Це відкриття ще більше посилює загадку того, як надмасивні чорні діри стали такими величезними так швидко в ранньому Всесвіті. Дослідження опубліковано в журналі Nature, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Незвичайна чорна діра

Коли астрономи знаходять надмасивні чорні діри в центрах галактик у локальному Всесвіті, тобто вони існують уже мільярди років, то ці космічні монстри мають приблизно 0,1% маси своєї рідної галактики. Але виявлена в ранньому Всесвіті гігантська чорна діра має масу, яка становить приблизно 40% маси своєї рідної галактики. І це дивно.

Астрономи очікували від чорної діри такого розміру те, що вона буде жадібно поглинати матерію, щоб рости, але вона майже цього не робить, якщо точніше, то поглинання відбувається надзвичайно повільно.

Коли чорні діри живляться матерією, то навколо них утворюється аккреційний диск. Гравітація чорної діри викликає нагрівання і тертя матерії в цьому диску, що призводить до того, що диск випускає яскраве випромінювання. Таким чином можна побачити чорну діру. Якщо ж космічний монстр перебуває у "сплячому режимі", тобто майже не поглинає матерію, то його неможливо побачити.

Але виявлена спляча надмасивна чорна діра, що спить, є іншою. Річ у тім, що її величезна маса дає їй величезний гравітаційний вплив, а тому її вдалося побачити. Астрономи з'ясували, що чорна діра розташована в центрі відносно невеликої галактики і дивно, яким чином у ній утворилася така гігантська чорна діра.

Загадка чорних дір раннього Всесвіту

Надмасивні чорні діри знаходяться в центрах усіх галактик і їхня маса в мільйони і в мільярди разів більша за масу Сонця. На відміну від чорних дір зоряної маси, які виникають унаслідок смерті масивних зірок, вважається, що надмасивні чорні діри зростають унаслідок злиття масивніших чорних дір і постійного живлення галактичним газом.

Астрономи вважають, що для створення надмасивної чорної діри потрібно понад мільярд років. Але телескоп Вебб уже виявив за останні 2 роки гігантські чорні діри, які існували вже через 600 млн років після Великого вибуху. Астрономи не можуть зрозуміти, яким чином вони з'явилися так швидко. Величезний розмір виявленої чорної діри і той факт, що вона навіть не росте швидко за рахунок поглинання матерії, тільки поглиблює загадку.

Автори дослідження припускають, що такі чорні діри могли з'явитися спочатку дуже великими. Але є ймовірність того, що вони мають періоди надто активного поглинання матерія, а потім настають періоди тривалого спокою.

Яким чином чорні діри стали дуже великими в ранньому Всесвіті?

Вчені за допомогою комп'ютерного моделювання з'ясували, що такі чорні діри могли на відносно короткий час перевищувати межу того, скільки матерії вони можуть поглинути. Ця межа називається межею Еддінгтона і припускає, що в чорних дір настає момент, коли тиск випромінювання їхніх дисків відштовхує матерію, яка надходить, і таким чином чорна діра перестає харчуватися.

Автори дослідження вважають, що чорні діри в ранньому Всесвіті могли на деякий час перевищити межу Еддінгтона і в цей час зростали з дуже великою швидкістю. Розрахунки показують, що такі періоди занадто швидкого зростання тривають від 5 до 10 млн років, після чого чорна діра "засинає" і в такому стані перебуває приблизно 100 млн років. Це означає, що ранні величезні чорні діри можна частіше виявити, коли вони перебувають у "сплячому режимі".

Фокус уже писав про те, що астрономи виявили чорну діру, яка існувала через 1,5 млрд років після народження Всесвіту, і так швидко живиться, що перевищує межу Еддінгтона в 40 разів.

Також Фокус писав про те, що Сонце викинуло в космос відразу три величезні потоки плазми. Швидкість одного з корональних викидів маси досягла понад 3000 км/с.