Телескоп Уэбб измерил чёрную дыру возрастом 13 миллиардов лет — она возникла раньше своей галактики

Чёрная дыра в галактике Abell2744-QSO1 имеет массу в 50 миллионов солнц. Всё остальное находится в галактике-хозяине. Это соотношение противоречит всем известным моделям: в любой галактике, доступной астрономам сегодня, центральная чёрная дыра составляет ничтожную долю суммарной звёздной массы. Здесь — две трети.

Этот дисбаланс имеет конкретное объяснение, которое меняет представления о совместной эволюции галактик и их чёрных дыр. Команда измерила металличность галактики — концентрацию элементов тяжелее водорода и гелия, производимых звёздами в ходе их жизни — и обнаружила, что она составляет менее половины процента от солнечного значения. Это почти нулевое число означает: к моменту наблюдений Webb в галактике успели прожить и умереть лишь немногие звёзды. Чёрная дыра была уже огромной в том, что по сути являлось нетронутой, только что родившейся галактикой.

Результат стал возможным благодаря методу, который Webb впервые позволяет применить. Картируя движение и состав газа на орбите вблизи чёрной дыры — разогретую плазму, затягиваемую внутрь с измеримыми скоростями, — команда под руководством Роберто Майолино из Кембриджского университета рассчитала массу напрямую, без использования теоретических приближений. Это первое прямое измерение массы любой чёрной дыры в течение первого миллиарда лет существования Вселенной.

Рекомендуем прочитатьСамые тяжёлые чёрные дыры собираются из других чёрных дыр

Стандартная космологическая картина предполагает, что галактики и их центральные чёрные дыры растут вместе на протяжении миллиардов лет, питая друг друга слияниями, потоками газа и циклами звёздной обратной связи. Abell2744-QSO1 разрушает эту картину. Галактика слишком нетронута и слишком мала по отношению к своей чёрной дыре, чтобы они могли эволюционировать в одном темпе. Что-то создало эту чёрную дыру очень рано — возможно, прямой коллапс огромного первичного газового облака или чёрная дыра, рождённая из первого поколения гигантских звёзд, — а галактика выросла вокруг неё впоследствии.

Результат не является окончательным. Одного объекта на экстремальном расстоянии недостаточно для полного пересмотра теории формирования галактик. Команда из Кембриджа указывает, что измерение опирается на допущения о геометрии газового диска вокруг чёрной дыры, а наблюдения Webb не позволяют полностью разрешить наименьшие масштабы вблизи горизонта событий. Для независимого подтверждения необходимы дополнительные объекты на сопоставимых расстояниях.

Эти объекты уже в поле зрения. Продолжающиеся обзоры Webb, нацеленные на известные галактические сверхплотности — такие как скопление Abell2744, — предоставят нужную выборку. Команда Майолино уже анализирует дополнительных кандидатов из того же поля. Первая прямая перепись масс чёрных дыр в первый миллиард лет после Большого взрыва теперь ведётся.

Теги: астрономия

Похожее

Галактика Бесконечность: Космическое столкновение, формирующее новое понимание происхождения чёрных дыр

Чёрная дыра J1007+3540 проснулась после 100 миллионов лет тишины

«Уэбб» нашёл галактику в несколько раз массивнее Млечного Пути, которая почти не вращается

Чёрная дыра Млечного Пути 20 000 лет гонит ветер

James Webb построил карту 164 000 галактик и раскрыл космическую паутину раннего мира

«Джеймс Уэбб» нашёл планету, где облака из камня появляются утром и исчезают к ночи