Кажется, знаменитый космический телескоп нашёл в ранней Вселенной растущую чёрную дыру.

Наша Вселенная настолько велика и разнообразна, что иногда даже самым поразительным объектам удаётся подолгу скрываться у астрономов на виду. Одним из них оказалась GNz7q – галактика, представляющая собой потерянное звено в эволюции сверхмассивных чёрных дыр.

GNz7q обнаружили в архивах наблюдений космического телескопа «Хаббл» как компактный источник ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Анализ этих данных позволил учёным определить, что в центре объекта находится стремительно растущая молодая чёрная дыра, сформировавшаяся не более чем за 750 миллионов лет после Большого взрыва. Сама галактика также заинтересовала исследователей высокой концентрацией пыли и газа, что свидетельствует о вспышке звездообразования. Такая комбинация предсказывалась в теории, однако ещё ни разу не наблюдалась в столь далёком прошлом Вселенной.

Данные свидетельствуют, что GNz7q – первый обнаруженный образец быстрорастущей чёрной дыры в центре галактики со вспышкой звездообразования, существовавшей не так далеко во времени от самой ранней известной сверхмассивной чёрной дыры. Электромагнитные свойства этого объекта прекрасно согласуются с теоретическими предсказаниями и результатами моделирования.

Сэйдзи Фудзимото, ведущий автор работы

Современные теории формирования сверхмассивных чёрных дыр гласят, что они зарождаются в окутанных пылью центрах галактик со вспышкой звездообразования, после чего «выталкивают» окружающую их массу и превращаются в чрезвычайно яркие квазары. Несмотря на свою редкость, оба явления – «пыльные» галактики и квазары – уже наблюдались в ранней вселенной.

По мнению исследователей, GNz7q может быть переходным звеном между этими двумя классами объектов. Схожесть с квазаром проявляется в спектре и силе излучения, однако концентрация пыли, достаточная, чтобы сместить излучение в сторону красного цвета, характерна для пыльной звездообразующей галактики. Помимо этого, объект несколько отличается от обычных квазаров – в частности, его яркость в рентгеновском диапазоне, в отличие от ультрафиолетового, чрезвычайно мала.  Это свидетельствует о том, что внутренняя часть аккреционного диска – источник рентгеновского излучения – всё ещё закрыта пылью, в то время как внешние регионы, откуда исходит ультрафиолетовое излучение, от неё свободны.

В целом, вероятнее всего, в центре GNz7q находится молодая, но быстро растущая чёрной дыра. Такое описание идеально соответствует теоретически предсказанному переходному молодому квазару. Более того, красное смещение, равное 7,1899 делает GNz7q первым объектом такого типа, возраст которого сравним с возрастом старейших квазаров (красное смещение около 7,6).

Открытие GNz7q подтверждает наличие прямой связи между этими двумя редкими явлениями и позволяет лучше понять механизм стремительного роста сверхмассивных чёрных дыр в первые дни существования Вселенной. Наше открытие проливает свет на то, как могли выглядеть предшественники известных нам сверхмассивных чёрных дыр.

Несмотря на то, что GNz7q находится в хорошо изученном регионе звёздного неба, заметить объект было чрезвычайно трудно. В будущем команда надеется провести систематический поиск подобных явлений, а затем изучить каждый из них при помощи космического телескопа им. Джеймса Уэбба.

Космический телескоп имени Джеймса Уэбба позволит нам провести более детальное исследование эволюции этих объектов и лежащей в их основе физики. После того как телескоп начнет работать в полную силу, он поможет окончательно определить, насколько распространены быстрорастущие черные дыры.

Источник