Астрономы обнаружили черную дыру, которая растет с рекордной скоростью

В далекой Вселенной найдена сверхмассивная черная дыра, которая поглощает материю с рекордной скоростью. Она расположена в центре квазарной галактики RACS J0320-35, существовавшей уже через 920 миллионов лет после Большого взрыва. По подсчетам ученых, скорость ее роста в 2,4 раза превышает предел Эддингтона — теоретический максимум для поглощения вещества, пишет ScienceAlert.

Открытие сделала команда под руководством Луки Игины из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики. Ученые объясняют, что явление так называемой супереддингтоновской аккреции может пролить свет на то, как черные дыры в ранней Вселенной быстро достигали масс в миллиарды солнечных.

"Как Вселенная создала первое поколение черных дыр? Это остается одним из самых больших вопросов в астрофизике, и этот один объект помогает нам найти ответ", — отмечает астрофизик Томас Коннор из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики.

Черные дыры играют ключевую роль в формировании галактик, удерживая их в равновесии гравитационным полем. В то же время их происхождение остается загадкой — сверхмассивные черные дыры появляются слишком рано в истории Вселенной, чтобы образоваться постепенно. Это ограничение объясняется пределом Эддингтона — скоростью, при которой давление излучения уравновешивает гравитационное притяжение черной дыры, не позволяя ей поглощать больше материала.

Однако в некоторых случаях черные дыры могут превышать этот предел в течение коротких периодов. Это явление и получило название преддингтоновской аккреции. Именно оно, по мнению ученых, могло помочь черным дырам так быстро расти в первые миллиарды лет после Большого взрыва. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.

RACS J0320-35 стала одним из возможных доказательств этого процесса. В 2023 году ее обнаружили на рентгеновских данных обсерватории Chandra NASA, где она оказалась самым ярким рентгеновским объектом среди всех, существовавших в первый миллиард лет истории Вселенной.

Наблюдения с помощью Giant Metrewave Radio Telescope (Гигантского метрового радиотелескопа), Australia Telescope Compact Array (Австралийского компактного телескопа) и Australian Large Baseline Array (Австралийского большого базового массива) позволили исследовать распределение света объекта по электромагнитному спектру. Сравнение с теоретическими моделями подтвердило, что его характеристики совпадают с супереддингтоновской аккрецией.

"Зная массу черной дыры и определив, как быстро она растет, мы можем работать в обратном направлении, чтобы оценить, насколько массивной она могла быть при рождении", — объясняет соавтор исследования Альберто Моретти из INAF-Osservatorio Astronomico di Brera в Италии.

Недавно ученые предположили, что темная материя может накапливаться в ядрах газовых гигантов (экзопланет) и вызывать их коллапс в крошечные черные дыры. Этот процесс возможен, если частицы темной материи чрезвычайно массивны и не уничтожают друг друга, и может произойти в течение существования одной планеты, превратив ее в почти невидимую черную дыру.