В ранней Вселенной нашли сверхмассивную черную дыру, которая нарушает законы физики

Обнаруженный астрономами необычный квазар бросает вызов существующим теориям роста черных дыр. Наблюдения, сделанные телескопом Субару, выявили поразительное сочетание свойств, которые, как считалось ранее, не могут существовать одновременно.

Светлана ЛевченкоАвтор новостей

Сверхмассивные черные дыры, масса которых составляет от миллионов до миллиардов солнечных масс, располагаются в центрах большинства галактик. Они растут, притягивая окружающий газ, который закручивается вокруг них, образуя аккреционный диск. Самые яркие центры галактик, в которых находятся активно питающиеся черные дыры, называются квазарами. Однако долгое время ученые не могли ответить на фундаментальный вопрос: как некоторые сверхмассивные черные дыры стали такими огромными настолько быстро?

Согласно стандартной теории, излучение падающего вещества отталкивает газ и устанавливает верхний предел стабильного роста — так называемый предел Эддингтона. Однако в особых условиях черные дыры могут временно превышать этот предел, что позволяет им быстро набирать массу.

С помощью инфракрасного спектрографа телескопа Субару, международная команда ученых под руководством специалистов из Университета Васэда и Университета Тохоку измерила движение газа вблизи квазара и оценили массу черной дыры. Объект существовал примерно 12 миллиардов лет назад, и его скорость аккреции, определенная по рентгеновским наблюдениям, достигает около 13 эддингтоновских пределов.

Но по-настоящему удивительным оказалось другое. Расчеты показывают, что во время сверхэддингтоновских фаз должна меняться внутренняя структура потока, что должно снижать интенсивность рентгеновского излучения, а джеты — струи вещества, которые испускает черная дыра — должны быть менее заметными. Однако этот квазар ярко светится и в рентгеновском, и в радиодиапазоне, демонстрируя одновременно и экстремальный рост, и активную корону, и мощный джет.

Ученые предполагают, что объект пойман в короткоживущей переходной стадии — например, после внезапного всплеска притока газа. Резкий рост аккреции мог перевести систему в сверхэддингтоновское состояние, при этом яркая рентгеновская корона и сильный джет оставались одновременно активными в течение ограниченного времени.

Мощное радиоизлучение квазара указывает на джет, достаточно энергичный, чтобы влиять на окружающую среду. Такие джеты могут выбрасывать энергию в родительскую галактику, потенциально регулируя звездообразование.

«Это открытие помогает нам понять, как в ранней Вселенной настолько быстро сформировались сверхмассивные черные дыры, — говорит ведущий автор Сакико Обути. — Мы хотим выяснить, что питает необычно сильное рентгеновское и радиоизлучение, и не скрываются ли в обзорах телескопов другие подобные объекты».

Ранее удивительная черная дыра проснулась после 100 миллионов лет молчания.

• космос

Поделиться