Открыта первичная сверхмассивная черная дыра

Новые данные позволяют по-новому взглянуть на процесс формирования первых компактных и чрезвычайно массивных объектов, которые могли появиться задолго до возникновения привычных галактик. Одним из самых интригующих результатов стала находка, которую исследователи считают одним из наиболее вероятных кандидатов на первичную черную дыру.

По данным ученых, речь идет о сверхмассивном объекте, сформировавшемся в ранней Вселенной не в результате коллапса звезды, а, вероятно, иным, более древним и пока не до конца понятным способом. Такие гипотетические первичные черные дыры особенно интересны тем, что могли возникнуть еще до появления первых звездных систем и галактик, а значит, способны пролить свет на самые первые главы космической истории. Исследование на эту тему опубликовано в журналах Nature и Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а также кратко представлено в материалах НАСА и ЕКА.

Обнаруженный объект находится в центре небольшой галактики Abell 2744 QSO1. Сама галактика имеет сравнительно скромные размеры: ее диаметр составляет около 1300 световых лет, что значительно меньше размеров многих современных галактик. При этом центральная черная дыра поражает своими параметрами — ее масса примерно в 50 раз превышает массу Солнца. Для космологии это особенно важно, поскольку такие наблюдения помогают понять, как в молодой Вселенной могли быстро формироваться столь массивные структуры.

Еще одна примечательная особенность открытия связана с огромной удаленностью объекта от Земли. Свет от галактики Abell 2744 QSO1 идет к нам более 13 миллиардов лет, а значит, астрономы наблюдают ее такой, какой она была почти на заре космоса. Это делает находку уникальной: она позволяет заглянуть в эпоху, когда Вселенная только начинала выстраивать свою крупномасштабную структуру. Если кандидат на первичную черную дыру подтвердится, это станет важным шагом к пониманию того, как возникали первые сверхмассивные объекты и какую роль они сыграли в эволюции галактик.

Новые наблюдения, полученные с помощью космического телескопа James Webb, позволили ученым глубже изучить движение и химический состав материи, окружающей черную дыру. Эти данные дали возможность по-новому взглянуть на происхождение таких объектов и на процессы, которые могли происходить в самые первые мгновения после рождения Вселенной. По информации ЕКА, исследователи пришли к выводу, что этот объект, вероятно, «образовался в первую секунду Большого взрыва и должен быть огромным с самого начала».

Кроме того, специалисты отмечают, что полученные результаты указывают на существование сверхмассивных черных дыр, которые изначально были очень крупными, а не наращивали массу постепенно в течение долгого времени. Это означает, что некоторые из них могли сформироваться без традиционной стадии звездного коллапса, а также без массивной родительской галактики, которая обеспечивала бы им дальнейший рост. Подобная гипотеза существенно меняет представления о том, как именно могли возникать крупнейшие объекты во Вселенной.

Таким образом, как подчеркивается в пресс-релизе, ученые обнаружили убедительные доказательства того, что часть сверхмассивных черных дыр была гигантской с момента своего появления. Эти открытия особенно важны, потому что помогают лучше понять раннюю эволюцию космоса и механизмы формирования объектов, которые до сих пор остаются одними из самых загадочных в современной астрономии.

По мнению исследователей, это открытие заставляет по-новому взглянуть на то, как во Вселенной формируются и растут сверхмассивные черные дыры. Такой результат можно считать настоящим сдвигом в научной парадигме, поскольку он ставит под сомнение привычные модели их эволюции. «Это смена парадигмы, полное переосмысление классических сценариев образования и роста черных дыр», — отметил соавтор работы Роберто Майолино из Кембриджского университета (Великобритания).

Ученые предполагают, что черная дыра в центре объекта Abell 2744 QSO1 могла сформироваться необычно рано — либо из очень массивного зародыша материи в ранней Вселенной, либо в результате гравитационного коллапса огромного газового облака. Оба сценария указывают на то, что в первые эпохи космической истории черные дыры могли возникать гораздо быстрее и эффективнее, чем считалось ранее. Это помогает объяснить, как столь массивные объекты успели появиться всего через сравнительно короткое время после Большого взрыва.

Наблюдать подобные далекие и древние структуры стало возможным благодаря космическому телескопу James Webb — орбитальной инфракрасной обсерватории, запущенной на ракете Ariane 5 с космодрома Куру во Французской Гвиане в декабре 2021 года. Его высокая чувствительность в инфракрасном диапазоне позволяет заглядывать в самые ранние этапы развития Вселенной и изучать объекты, свет от которых шел к Земле миллиарды лет. Именно такие наблюдения открывают новые данные о том, как возникали первые галактики, звезды и черные дыры.

Космическая обсерватория James Webb стала одним из самых амбициозных научных проектов современности. Она была создана для того, чтобы заглянуть в самые ранние эпохи существования Вселенной, изучать формирование галактик, звезд и планетных систем, а также искать признаки атмосфер у далеких экзопланет.

На гало-орбиту в точке L2 системы Солнце — Земля, расположенной примерно в 1,5 миллиона километров от нашей планеты, обсерватория вышла в январе 2022 года. Это особое положение позволяет телескопу сохранять стабильную ориентацию, минимизировать помехи и работать в условиях, максимально удобных для глубоких астрономических наблюдений. Полноценная научная работа космической обсерватории началась в мае того же года, когда была завершена калибровка всех систем James Webb и подтверждена их исправная работа.

Телескоп считается самым дорогим и высокотехнологичным космическим инструментом в истории человечества. Его разработка, изготовление, многочисленные испытания и подготовка к запуску заняли более 20 лет и потребовали около 10 миллиардов долларов. Такой масштаб проекта отражает не только сложность инженерных решений, но и огромную важность миссии для современной науки.

Сегодня James Webb открывает новые возможности для астрономов, позволяя получать данные, которые раньше были недоступны даже самым мощным наземным и космическим обсерваториям. Благодаря ему ученые рассчитывают сделать множество открытий, которые помогут лучше понять происхождение Вселенной и место Земли в космическом пространстве.

Источник и фото - lenta.ru