С помощью телескопа имени Джеймса Уэбба группа астрономов обнаружила самую далёкую и древнюю чёрную дыру из когда-либо найденных. Работа была опубликована в журнале Nature 17 января.
Чтобы чёрная дыра стала сверхмассивной, ей необходимы миллиарды лет питания материей из окружающего пространства. Новое исследование может помочь пролить свет на вопрос, как в эпоху ранней Вселенной чёрные дыры набирали огромные массы, во много раз превышающие теоретические расчёты.
Чёрная дыра, пока ещё не имеющая имени, в шесть миллионов раз массивнее Солнца и находится в галактике GN-z11 на расстоянии 13,4 миллиарда световых лет от нас, поэтому её можно видеть такой, какой она была всего через 400 миллионов лет после Большого взрыва.
Сейчас у учёных есть две основных теории, как чёрные дыры могли стать сверхмассивными во Вселенной, которой было менее одного миллиарда лет. Первая говорит о том, что чёрная дыра могла сразу родиться тяжёлой в результате прямого коллапса массивного облака газа и пыли, не дожидаясь стадии гравитационного коллапса звезды. Таким образом процесс эволюции в сверхмассивную чёрную дыру ускорился на миллионы лет.
С другой стороны, скорость, с которой обнаруженный объект аккрецирует материю, свидетельствует о том, что некоторые чёрные дыры способны набирать массу гораздо быстрее, чем другие. Ядро GN-z11 поглощает материю со скоростью в пять раз превышающей предел Эддингтона – показатель, как быстро тело может накапливать массу при том, что его излучение не будет её отталкивать. Команда посчитала, что если бы такой активный период продолжался около 100 миллионов лет, то чёрной дыре не нужно было бы изначально рождаться тяжёлой.
Сейчас исследователи отдают предпочтение первой теории. Используя телескоп им. Джеймса Уэбба вместе с возможностями рентгеновской космической обсерватории Chandra, они надеются найти больше подобных объектов ранней Вселенной и уточнить гипотезы.