Астрономы обнаружили раннюю быстро растущую черную дыру с помощью телескопов НАСА!
Быстро растущая черная дыра в центре карликовой галактики в ранней Вселенной, изображенная на концепции этого художника, может содержать важные ключи к пониманию эволюции сверхмассивных черных дыр в целом.
Группа астрономов, использовавшая данные космического телескопа "Джеймса Уэбба" и рентгеновской обсерватории "Чандра", обнаружила сверхмассивную черную дыру малой массы всего через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва. Эта черная дыра поглощает материю с феноменальной скоростью, превышающей теоретический предел более чем в 40 раз. Несмотря на свою недолговечность, "праздник" этой черной дыры может помочь астрономам понять, как сверхмассивные черные дыры так быстро росли в ранней Вселенной.
Сверхмассивные черные дыры находятся в центрах большинства галактик, и современные телескопы продолжают наблюдать их на удивительно ранних этапах эволюции Вселенной. Однако остается загадкой, как эти черные дыры смогли так быстро увеличиться в размерах. Открытие сверхмассивной черной дыры с малой массой, поглощающей вещество с невероятной скоростью вскоре после рождения Вселенной, предоставляет астрономам новые ценные сведения о механизмах быстрого роста черных дыр в ранней Вселенной.
Эта черная дыра, получившая название LID-568, была обнаружена среди тысяч объектов в каталоге COSMOS legacy survey, составленном рентгеновской обсерваторией "Чандра" на основе наблюдений, продолжавшихся 4,6 миллиона секунд. Эта совокупность галактик ярко светится в рентгеновском диапазоне, но остается невидимой при оптических и предыдущих наблюдениях в ближнем инфракрасном диапазоне. Используя уникальную инфракрасную чувствительность телескопа Уэбба, астрономы смогли выявить эти слабые аналогичные излучения, что привело к открытию черной дыры.
Скорость и размер потоков вещества вокруг LID-568 заставили команду предположить, что значительная часть прироста массы черной дыры могла произойти за один эпизод быстрой аккреции. По всей видимости, LID-568 поглощает материю со скоростью, превышающей предел Эддингтона в 40 раз. Этот предел определяет максимальное количество света, которое может излучать вещество, окружающее черную дыру, а также скорость, с которой оно может поглощать материю, чтобы внутренние гравитационные силы и внешнее давление, вызванное теплом сжатого вещества, оставались в равновесии.
Эти результаты предоставляют новое понимание формирования сверхмассивных черных дыр из более мелких "зародышей", которые, согласно современным теориям, возникают либо в результате гибели первых звезд Вселенной (легкие зародыши), либо в процессе прямого коллапса газовых облаков (тяжелые зародыши). Ранее этим теориям не хватало наблюдательных подтверждений. Новое открытие предполагает, что "значительная часть прироста массы может происходить во время одного эпизода быстрого питания, независимо от того, возникла ли черная дыра из легкого или тяжелого зародыша", - отметил астроном Международной обсерватории Джемини/NSF NOIRLab Хьюон Су, возглавлявший исследовательскую группу. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy в статье под названием "Супер-Эддингтоновская аккрецирующая черная дыра, наблюдаемая с помощью JWST через ~1,5 млрд. лет после Большого взрыва".