Астрономы обнаружили самую старую черную дыру
Астрономы оценили размер и активность сверхмассивной черной дыры, обнаруженной в одной из самых далеких галактик, которые мы когда-либо видели. Поскольку скорость света конечна, смотреть дальше во Вселенную — все равно, что смотреть дальше в прошлое. Свет этой галактики исходит всего через 400 миллионов лет после Большого взрыва, что делает эту галактику самой старой из известных сверхмассивных черных дыр, обнаруженных на данный момент. Статья с описанием исследования опубликована в журнале Nature.
В то время черная дыра имела массу в 1,6 миллиона раз больше массы нашего Солнца, что составляло около трети Стрельца А*, который находится в центре нашей галактики, но ее собственная галактика, GN-z11, составляла всего лишь одну сотую часть массы Солнца. Млечный путь.
Это еще один пример сверхмассивной черной дыры из ранней Вселенной, однако такой большой объект на такой ранней стадии представляет собой некоторую проблему. Сценарии, предложенные для объяснения сверхмассивных черных дыр, включают в себя то, что они могли образоваться из «легкого семени» — действительно массивной звезды, превращающейся в сверхновую, образующую значительную черную дыру, которая затем становится сверхмассивной, — или сценарий «тяжелого семени», который видит сверхмассивную черную дыру. Дыры образуются непосредственно из газовых облаков, масса которых в 10 000–100 000 раз превышает массу Солнца. Последнее лучше соответствовало бы данным из этой галактики, но активность черной дыры делает его менее ясным.
«Во Вселенной еще очень рано видеть такую огромную черную дыру, поэтому нам нужно рассмотреть другие способы ее формирования», — сказал ведущий автор Роберто Майолино из Кембриджской Кавендишской лаборатории и Института космологии Кавли. «Очень ранние галактики были чрезвычайно богаты газом, поэтому они были своего рода буфетом для черных дыр».
Недавние данные JWST отдали предпочтение сценарию «тяжелого семени», но неясно, какой сценарий лучше всего подойдет для этой конкретной сверхмассивной черной дыры, и это из-за невероятной аккреции материала, через которую она проходит. Баланс между гравитационным притяжением объекта и давлением излучения (света), создаваемого этим объектом, называется пределом Эддингтона. Выше этого предела все распадается, ниже — разрушается.
Сверхмассивные черные дыры не излучают свет, но излучает материал, который их окружает. Когда этот материал вращается, готовый к употреблению в пищу, он испытывает невероятные гравитационные силы. Он нагревается, выделяя невероятную энергию. Сверхмассивные черные дыры являются экстремальными объектами и могут преодолеть предел Эддингтона. В случае сверхмассивной черной дыры в ядре GN-z11 скорость аккреции (и связанного с ней света) в пять раз превышает предел Эддингтона.
Команда не убеждена, что такое экстремальное кормление было постоянным с момента ее создания, но, если бы это было так, это сделало бы возможным сценарий «легких семян». Команда надеется, что открытие еще более отдаленных черных дыр может помочь распутать сценарии: начинаются ли они с больших размеров или растут очень быстро?
Обсудим?
Смотрите также:
