Стародавня чорна діра зростає швидше, ніж передбачали вчені
Японські астрономи виявили надмасивну чорну діру в ранньому Всесвіті, яка росте в 13 разів швидше за очікуване та одночасно випромінює сильні рентгенівські та радіохвильові сигнали. Відкриття допомагає зрозуміти, як такі чорні діри швидко формувалися.
Про це пише Interesting Engineering.
Як зазначається, відкриття, зроблене науковцями з університетів Васеда та Тохоку, кидає виклик усталеним теоріям і свідчить про те, що ключові фізичні процеси, які діяли в молодому Всесвіті, досі залишаються недостатньо зрозумілими.
"Команда зафіксувала далекий квазар – активну надмасивну чорну діру, що інтенсивно "живиться", – за допомогою телескопа Subaru. Об’єкт існував у часи, коли Всесвіту було менше ніж 1,5 млрд років. Чорна діра перебуває у стані надзвичайно швидкої акреції, водночас яскраво світиться в рентгенівському діапазоні та генерує потужне радіовипромінювання з джета", - йдеться у статті.
Таке поєднання характеристик, як зазначають дослідники, не передбачене більшістю теоретичних моделей.
Межа Еддінгтона
Надмасивні чорні діри, маса яких може в мільйони або мільярди разів перевищувати масу Сонця, розташовані в центрах більшості галактик. Вони зростають, поглинаючи навколишній газ – переважно водень і гелій – зі своїх галактик.
Під час падіння газу до чорної діри формується компактна область гарячої плазми – корона, яка випромінює рентгенівські промені. Крім того, деякі надмасивні чорні діри утворюють джети – потоки речовини, що інтенсивно випромінюють у радіодіапазоні.
Втім, якщо газ надходить занадто швидко, випромінювання починає чинити зворотний тиск на речовину, що падає, сповільнюючи процес, зазначають науковці. Саме так виникає так звана межа Еддінгтона – умовний "швидкісний ліміт" акреції.
У рідкісних випадках чорні діри можуть тимчасово перевищувати цю межу – явище, відоме як надеддінгтонівська акреція, – що дозволяє їм швидко нарощувати масу. Однак зазвичай вважається, що за таких умов високочастотне випромінювання та джетна активність мають слабшати.
Щоб перевірити, чи можливе таке екстремальне зростання в ранньому Всесвіті, науковці використали ближньоінфрачервоний спектрограф MOIRCS на телескопі Subaru. Вчені виміряли рух газу поблизу чорної діри та оцінили її масу за емісійною лінією Mg II. Рентгенівські спостереження показали, що чорна діра поглинає речовину зі швидкістю приблизно у 13 разів вищою за межу Еддінгтона, що робить її однією з найшвидше зростаючих чорних дір у своєму класі.
"Це відкриття може наблизити нас до розуміння того, як надмасивні чорні діри змогли так швидко сформуватися в ранньому Всесвіті", – зазначила провідна авторка дослідження, співробітниця університету Васеда Сакіко Обучі.
Крім того, науковці зафіксували яскраве рентгенівське та сильне радіовипромінювання, що свідчить про активну корону і потужний джет. Чинні моделі надеддінгтонівської акреції передбачають, що за таких екстремальних темпів зростання ці явища мають бути слабкими або взагалі зникати.
"Ми хочемо з’ясувати, що саме живить настільки сильне рентгенівське та радіовипромінювання, і чи могли подібні об’єкти досі залишатися непоміченими в оглядових даних", – йдеться в пресрелізі університету Васеда.
Дослідники припускають, що квазар перебуває в короткочасній перехідній фазі, коли потужний приплив газу проштовхнув його за межу Еддінгтона, а корона і джет ще не встигли згаснути.
Якщо це підтвердиться, спостереження може дати унікальний "знімок" змінного зростання чорних дір у ранньому Всесвіті – процесу, який надзвичайно складно зафіксувати. Воно також може допомогти пояснити швидке зростання галактик, адже потужні джети здатні впливати на формування зір під час екстремального розвитку чорних дір.
Простір-час у вирі: вперше зафіксовано унікальну поведінку чорної діри.
У NASA заперечили чутки про «іншопланетне походження» об’єкта 3I/ATLAS.
Нагадаємо, NASA тестує новий літаючий апарат X-59, який обіцяє безшумний суперзвуковий політ.
Також NASA погрожує усунути SpaceX з місячної місії Artemis.
