Астрономы из Университета Кембриджа совместно с командой телескопа Джеймса Уэбба (NASA/ESA/CSA) сделали эпохальное открытие – обнаружили самую старую известную на сегодняшний день чёрную дыру, возраст которой составляет всего лишь 400 миллионов лет после Большого взрыва. Это открытие, опубликованное в журнале Nature , предоставляет уникальный взгляд на раннюю Вселенную и ставит под вопрос текущие модели формирования чёрных дыр.
Чёрная дыра, обнаруженная в галактике GN-z11, обладает массой в несколько миллионов раз превышающей массу Солнца. Её существование в такую раннюю эпоху истории Вселенной противоречит стандартным моделям формирования чёрных дыр. Как древний бог из произведений Лавкрафта, она поглощает галактику GN-z11, чтобы подпитываться, и делает это с более высокой скоростью, чем современные чёрные дыры.
Роберто Майолино из Кембриджа комментирует: “Это очень рано для чёрной дыры такой массы, поэтому мы должны рассматривать другие способы их формирования”. В начальных галактиках было много газа, что могло способствовать быстрому росту чёрных дыр.
Традиционно считается, что сверхмассивные чёрные дыры, подобные той, что находится в центре Млечного Пути, достигли своего размера за миллиарды лет. Но размеры только что обнаруженной чёрной дыры предполагают альтернативные процессы формирования.
Согласно существующим моделям, сверхмассивные чёрные дыры образуются из остатков мёртвых звёзд. Эти остатки схлопываются и могут образовать чёрную дыру примерно в сто раз превышающую массу Солнца. Чтобы чёрная дыра в галактике GN-z11 достигла наблюдаемого размера традиционным способом, потребовалось бы около миллиарда лет – срок, несовместимый с возрастом Вселенной на момент обнаружения данной чёрной дыры.
Майолино называет это открытие “гигантским шагом вперёд”. Он подчеркивает, что в ранней Вселенной было много газа, что давало чёрной дыре обильный источник “пищи” для быстрого роста. Чёрная дыра в галактике GN-z11 поглощает материю из своей хозяйской галактики с неожиданно высокой скоростью, что подчёркивает возможность того, что чёрные дыры могли либо “родиться большими”, либо расти быстрее, чем считалось ранее.
Галактика GN-z11, в которой находится эта чёрная дыра, является компактной и примерно в сто раз меньше Млечного Пути. Быстрое поглощение газа чёрной дырой влияет на развитие галактики, потенциально препятствуя формированию звёзд и в конечном итоге приводя к её гибели. Это явление обусловлено “ветром”, создаваемым чёрной дырой при поглощении газа, который может отталкивать газ и останавливать процесс звездообразования.
Майолино и его команда планируют использовать будущие наблюдения с телескопа Джеймса Уэбба для поиска меньших “семян” чёрных дыр. Эти наблюдения могут помочь раскрыть тайны формирования чёрных дыр, будь то их начальный большой размер или быстрый рост из меньших начальных размеров.
Это открытие не только проливает свет на раннюю Вселенную, но и открывает новые пути для понимания формирования и роста чёрных дыр, бросая вызов привычным представлениям и задавая тон для более глубокого изучения космоса, потенциально переписывая части нашей космической истории.