Ученые: Черная дыра поглощает материю в 13 раз быстрее теоретического предела

Международная группа ученых из Университета Васэда и Университета Тохоку обнаружила необычный квазар в ранней Вселенной, содержащий одну из самых быстрорастущих сверхмассивных черных дыр, известных в этом масштабе масс.

Наблюдения на телескопе Субару выявили поразительное сочетание характеристик, нарушающее правила. Квазар демонстрирует чрезвычайно быстрое поглощение вещества и одновременно ярко сияет в рентгеновских лучах, производя сильное радиоизлучение от джета. Согласно многим теоретическим моделям, эти черты не должны сосуществовать. Это неожиданное сочетание явлений предлагает новый взгляд на то, как сверхмассивные черные дыры росли в молодой Вселенной.

Для проверки возможности такого экстремального роста в ранней Вселенной команда использовала ближний инфракрасный спектрограф MOIRCS телескопа Субару. Ученые измерили движение газа вблизи квазара и оценили массу черной дыры по линии излучения магния. Команда обнаружила сверхмассивную черную дыру в ранней Вселенной, существовавшую примерно 12 миллиардов лет назад. Скорость аккреции черной дыры, согласно рентгеновским наблюдениям, достигает примерно 13 пределов Эддингтона. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.

Особенно поразительным в этом объекте является его поведение в разных диапазонах волн. Во время сверхэддингтоновских фаз многие модели предсказывают, что структура внутреннего потока меняется таким образом, что может снизить наблюдаемое рентгеновское излучение, а джеты могут быть менее выраженными. Однако этот квазар ярко сияет как в рентгеновских, так и в радиоволнах. Это указывает на его экстремальную скорость роста при одновременном поддержании активной короны и мощного джета. Неожиданное сочетание намекает на физические механизмы, еще не полностью учтенные современными моделями экстремальной аккреции и формирования джетов.

Исследователи предполагают, что объект, возможно, был зафиксирован во время короткоживущей переходной стадии — например, после внезапного всплеска притока газа. Быстрый всплеск аккреции мог перевести систему в сверхэддингтоновское состояние, в то время как яркая рентгеновская корона и сильный джет остаются одновременно активными в течение ограниченного времени. Затем система переходит к более типичному режиму. Если эта версия верна, данное открытие предлагает редкое окно для наблюдений за изменчивым во времени ростом черных дыр в ранней Вселенной. Это важный шаг к пониманию того, как массивные черные дыры собирались так быстро.

Сильное радиоизлучение квазара подразумевает наличие джета, достаточно энергичного, чтобы влиять на окружающую среду. Такие джеты могут впрыскивать энергию в галактику-хозяина, потенциально регулируя звездообразование и формируя совместную эволюцию галактик и черных дыр. Связь между сверхэддингтоновским ростом и обратной связью, вызванной джетами, остается плохо изученной. Этот объект предоставляет новый эталон для проверки этих идей в ранней Вселенной.

Ведущий автор исследования Сакико Обути из Университета Васэда заявила, что это открытие может приблизить ученых к пониманию того, как сверхмассивные черные дыры сформировались так быстро в ранней Вселенной. Исследователи хотят выяснить, что питает необычно сильные рентгеновские и радиоизлучения, и скрывались ли подобные объекты в данных обзоров.

Обнаруженный квазар находится на расстоянии около 12 миллиардов световых лет. Это означает, что ученые наблюдают его таким, каким он был, когда возраст Вселенной составлял лишь около 1,8 миллиарда лет, пишет источник.

Читайте также:

• Кому прилетит прибавка 13 000 рублей к пенсии: повышения начнутся уже в феврале
• Штраф за эти нарушения в сфере мобильной связи вырастет – проект внесен в Госдуму
• Решение принято с января: Штрафы за перевозку детей без автокресел удвоили
• Штраф за голосовое оскорбление в мессенджере реален: что думают россияне
• Выплату пенсий приостановят на полгода - кого лишат денег с 1 февраля 2026 года