Обнаружена самая древняя черная дыра

Астрономы смогли обнаружить самую далекую и древнюю черную дыру, видимую в рентгеновском диапазоне. Этот уникальный объект находится на ранней стадии своего роста и его масса сравнима с массой родительской галактики.

Важное открытие было сделано с использованием данных, полученных с помощью двух космических телескопов НАСА, рентгеновской обсерватории Chandra и телескопа имени Джеймса Уэбба.

Исследователи обнаружили признаки растущей черной дыры, когда Вселенной было всего 470 миллионов лет после Большого взрыва. Сверхмассивная черная дыра находится в галактике UHZ1 в направлении галактического скопления Abell 2744, которое находится на расстоянии 3,5 миллиарда световых лет от Земли. Однако телескоп Уэбба показал, что сама галактика UHZ1 находится гораздо дальше скопления — на расстоянии 13,2 миллиарда световых лет. Это соответствует времени, когда Вселенной было всего лишь три процента от ее текущего возраста.

В течение двух недель наблюдений с помощью телескопа Chandra было обнаружено присутствие сверхгорячего газа, испускающего рентгеновское излучение, в галактике. Благодаря гравитационному линзированию, вызванному присутствием скопления Abell 2744, свет от галактики и рентгеновские лучи были усилены в четыре раза, что позволило астрономам обнаружить этот источник интенсивного излучения.

Оказалось, что черная дыра уже на раннем этапе своего формирования была гигантской. Ее масса оценивается между 10 и 100 миллионами масс Солнца, что сравнимо с массой всех звезд в галактике UHZ1. Это сильно контрастирует со сверхмассивными черными дырами, которые обычно имеют массу всего лишь в десятые доли процента от массы своих родительских галактик в окрестностях Млечного Пути. Открытие соответствует теоретическим предсказаниям, сделанным профессором астрономии Йельского университета Приямвадой Натараян в 2017 году, и подтверждает идею о том, что сверхмассивные черные дыры формируются в результате коллапса газовых облаков.

Это открытие является важным шагом в понимании происхождения черных дыр в ранней Вселенной. Ранее считалось, что многие сверхмассивные черные дыры уже существовали менее чем через 700 миллионов лет после Большого взрыва, однако их происхождение оставалось загадкой. Предполагалось, что зародыши первых черных дыр могут быть остатками первых звезд или тяжелыми объектами, возникшими из-за прямого коллапса газовых облаков. Обнаружение этой ранней черной дыры подтверждает теорию о том, что они возникают из тяжелых зародышей.