Ученые приблизились к пониманию истории возникновения галактик, звезд и живых существ

Секрет в сверхмассивной черной дыре.

Иллюстрация закручивающегося оранжево-красного облака с черной дырой в центре

, фото:

Erik Zumalt/The University of Texas at Austin

Благодаря телескопу «Джеймс Уэбб» международной команде астрономов удалось найти черную дыру с колоссальной массой в сотни миллионов солнц, возраст которой приближен к возрасту нашей вселенной.

В научном журнале Astrophysical Journal Letters опубликовали подробный отчет с анализом данных и множеством исследований. Сверхмассивная черная дыра находится в галактике CAPERS-LRD-z9, сформировавшейся всего через 500 млн лет после Большого взрыва (примерно 13,3 млрд лет назад), когда Вселенная достигала около 3% своего нынешнего возраста.

Объект был обнаружен в рамках программы CAPERS, направленной на изучение ранних этапов формирования звездных систем. Сначала галактика CAPERS-LRD-z9 привлекла внимание как ярко-красная точка, то есть как представитель нового класса так называемых компактных галактик, характерных для первых 1,5 млрд лет жизни Вселенной. Они отличаются высокой светимостью и малым числом звезд. Свет открытой галактики шел до нас 13,3 млрд лет, и астрономам удалось увидеть галактику такой, какой она была вскоре после появления первых звезд.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» впервые зафиксировал, как черные дыры разрывают и пожирают звезды

, фото:

NRAO/AUI/NSF, NASA

Одним из возможных источников настолько яркого света является черная дыра, выделяющая огромное количество энергии. По расчетам ученых, ее масса может достигать 300 млн солнечных масс.

Наблюдение столь массивного объекта в ранней Вселенной ставит под сомнение существующие модели роста черных дыр. Обычно считается, что они формируются из остатков массивных звезд, масса которых в первые эпохи могла достигать сотен солнечных. Такие «затравки» затем росли, поглощая газ и сливаясь с другими черными дырами. Однако расчеты показывают, что за 500 млн лет вырасти с десятков до сотен миллионов масс Солнца крайне трудно: излучение раскаленного аккреционного диска создает мощное давление, ограничивающее приток вещества.

Это заставляет астрономов рассматривать альтернативные сценарии. Возможно, первые черные дыры рождались уже очень массивными, в тысячи или даже десятки тысяч солнечных масс, — например, в результате слияния множества компактных объектов в плотных звездных скоплениях. Не исключены и более экзотические гипотезы, включая участие темной материи или пересмотр базовых представлений о ранней космологии.

Дальнейшие наблюдения CAPERS-LRD-z9 с помощью «Джеймса Уэбба» помогут уточнить ее характеристики и роль подобных объектов в формировании первых галактик. Ученые надеются, что такие открытия приблизят их к разгадке одной из главных тайн астрономии: как и почему сверхмассивные черные дыры появились в космосе так рано.