Ученые обнаружили старейшую черную дыру, быстро пожирающую свою галактику
Поделиться
Впервые за всю историю наблюдений астрономам удалось получить и подробно изучить спектр ярчайшей галактики GN-z11 в молодой Вселенной. В ее центре была обнаружена очень старая сверхмассивная черная дыра, которая быстро пожирает свою же галактику. Первое, что смутило ученых — как в ранней Вселенной могли существовать гигантские черные дыры, ведь, чтобы вырасти до определенных размеров, им необходимо миллиарды лет. Второе — судьба самой галактики.
Исследование, дающее совершенно новое представление о нашей Вселенной, обнародовала группа международных исследователей под руководством ученых из Кембриджского университета (Великобритания) в журнале Nature.
Как ученым удалось обнаружить галактику GN-z11 и ее сверхмассивную черную дыру
Все важные данные, на которых основывается научный труд, были собраны космическим телескопом Джеймс Вебб (JWST). Именно с помощью космического телескопа удалось увидеть галактику GN-z11 такой, какой она была лишь спустя 400 млн лет после Большого взрыва. Этот объект находится от нас на расстоянии 13,4 млрд световых лет в созвездии Большой Медведицы. Ее красное смещение z=10,6.
Если точнее, то это сейфертовская галактика первого типа с узкими линиями (NLSy1) — тип спиральных или неправильных галактик со звездообразным активным ядром, спектр излучения которого содержит многочисленные широкие разрешенные и запрещенные эмиссионные линии, что указывает на мощные выбросы газа со скоростями 300-5000 км/сек.
Как известно, сами черные дыры не излучают, поэтому выводы об их наличии или отсутствии ученые делают только по косвенным признакам, например, из излучения падающей в дыру материи.
В новой работе ученые проанализировали более точный спектр GN-z11. В нем они нашли спектральные особенности, которые лучше всего объясняются именно из-за наличия активного ядра, то есть сверхмассивной черной дыры, активно поглощающей материю.
Авторы исследования рассмотрели возможность того, что характерное излучение создается только звездами, в частности Вольфа — Райе. Но пришли к выводу, что даже если такие звезды есть у GN-z11, они должны "жить по соседству" с активным ядром.
Что известно о черной дыре с галактики GN-z11
По оценке ученых, масса этой сверхмассивной черной дыры — около 1,6 млн солнечных масс. Для сравнения: масса дыры в центре Млечного Пути — около 4,31 млн солнечных масс.
Черной дыре, образовавшейся из умершей звезды, понадобилось бы миллиард лет, чтобы вырасти до таких размеров. Поэтому либо начальный объект поначалу был большим, либо он поглощал материю гораздо быстрее, чем считают возможным ученые.
Основное предположение, что в ранней Вселенной черные дыры могли образоваться непосредственно в результате гравитационного коллапса огромных сгустков материи.
"Эта черная дыра слишком массивна для такой молодой Вселенной, поэтому мы обязаны рассмотреть другие сценарии ее формирования. Самые ранние галактики были чрезвычайно богаты газом, поэтому они были идеальным "блюдом" для черных дыр", — пояснил главный автор исследования профессор Роберто Майолино. (Roberto Maiolino).
Какие последствия для галактики GN-z11
Ученые утверждают, что их выводы несут печальные последствия для самой галактики. GN-z11 очень компактна, примерно в 100 раз меньше Млечного Пути. Настолько активное ядро, вероятно, тормозит его развитие, очень быстро поглощая и отбрасывая слишком много материи.
В таких условиях звездообразование может остановиться, и тогда галактика умрет, а вместе с ней "затихнет" черная дыра, ведь у нее исчезнет источник питания.
Как в молодой Вселенной могли сформироваться сверхмассивные черные дыры
Существует множество гипотез о том, как в молодой Вселенной в течение одного миллиарда лет могли сформироваться столь массивные черные дыры. Например, космологи, придерживающиеся циклической модели, предполагают, что сравнительно большие черные дыры попали в текущую Вселенную из ее прошлого цикла (реликтовые черные дыры). Во-вторых, изучаются разные модели аккреции материи.
Когда ученые убедились в существовании черной дыры подобной невероятной для тех времен массы, придется переписывать модели и космологические теории эволюции этих объектов и самой Вселенной. Похоже, JWST на этом не остановится, что позволит собрать достаточное количество материала для создания новых моделей появления и роста черных дыр и описания процессов в ранней Вселенной.
Раньше мы рассказывали о таинственных двойниках черных дыр — белых дырах. Что ученым о них известно.
Напомним, мы писали, что внутри некоторых звезд скрыты черные дыры, которые они поглощают в процессе своего образования и удерживают в плену на протяжении жизни.
Также мы сообщали, что у черной дыры в центре Млечного Пути обнаружили звезду-пришельца.
Читайте Новини.LIVE!
