Исследователи, использующие возможности космической обсерватории «Джеймс Уэбб», обнаружили в самом центре галактики CANUCS-LRD-z8.6 сверхмассивную черную дыру (СМЧД). Уникальность находки заключается в том, что галактика существовала всего через полмиллиарда лет после Большого Взрыва, а масса черной дыры оказалась беспрецедентно большой для той ранней эпохи.
Фото: pixabay
Механизмы формирования СМЧД в период реионизации – примерно 400-800 миллионов лет после начала существования Вселенной – до сих пор остаются предметом научных споров. Распространено мнение, что они росли, беспрепятственно поглощая окружающее вещество, причём этот процесс, как отмечалось ранее, мог протекать в два этапа.
Международная группа исследователей, возглавляемая Робертой Триподи из Университета Любляны (Словения), изучала галактику CANUCS-LRD-z8.6 в рамках проекта CANUCS, направленного на исследование ранних этапов развития Вселенной с помощью телескопа «Уэбб». Свет от этой галактики шёл до Земли на протяжении 13,3 миллиарда лет. При этом масса чёрной дыры в её центре превышала 100 миллионов масс Солнца – это примерно в 25 раз больше, чем предсказывают существующие модели.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications, показывают, что, несмотря на то, что CANUCS-LRD-z8.6 в тысячи раз меньше нашей галактики Млечный Путь, скорость звездообразования в ней достигала примерно 50 солнечных масс в год – чрезвычайно высокий показатель для столь молодой и компактной галактической системы.
Анализ спектра света от галактики выявил признаки активности ядра, которые нельзя объяснить только звездообразованием: температура газа внутри CANUCS-LRD-z8.6 достигала примерно 39 700 градусов Цельсия, а содержание элементов тяжелее гелия (металличность) было низким, составляя менее 10-20% от солнечного уровня. Это говорит о том, что звёзды в CANUCS-LRD-z8.6 только начали обогащать окружающую среду металлами, а сама галактика сохранила «девственный» химический состав, характерный для эпохи реионизации.
Учёные объясняют столь стремительное формирование СМЧД особыми условиями: вероятно, она возникла в результате прямого коллапса огромного газового облака, а не как результат гибели массивной звезды. Согласно расчётам, такие объекты могли поглощать вещество со скоростью, превышающей предел Эддингтона – максимально устойчивую скорость «питания» чёрной дыры.
