Ученые нашли рекордно раннюю сверхмассивную черную дыру во Вселенной

Наблюдения галактики CANUCS-LRD-z8.6, выполненные с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», позволили учёным обнаружить в её центре сверхмассивную чёрную дыру, сформировавшуюся спустя примерно полмиллиарда лет после Большого взрыва. Для столь ранней эпохи её масса оказалась необычайно большой и стала одной из наиболее значительных среди объектов, зарегистрированных в период реионизации. Исследователи подчёркивают, что происхождение таких молодых и тяжёлых чёрных дыр остаётся одной из ключевых загадок ранней космологии. Существующие модели предполагают, что рост происходил за счёт стремительного втягивания газа, однако современные данные указывают на более сложный двухэтапный механизм формирования.

Международная научная группа под руководством Роберты Триподи из Университета Любляны анализировала объект в рамках программы CANUCS, направленной на изучение самых древних структур Вселенной. Свет от CANUCS-LRD-z8.6 достиг Земли спустя 13,3 миллиарда лет после своего излучения, а масса центральной чёрной дыры превысила 100 миллионов солнечных масс. Такие значения значительно превышают теоретические оценки для периода, когда возраст космоса был менее одного миллиарда лет.

При этом галактика оставалась сравнительно компактной, но демонстрировала высокие темпы звездообразования — около пятидесяти солнечных масс ежегодно. Подобная интенсивность характерна скорее для более зрелых систем, что делает объект особенно примечательным. Спектры, полученные телескопом, показали признаки активного ядра, на которые не могут указывать процессы образования звёзд: газ в центре оказался раскалён до почти 39 тысяч градусов, а содержание тяжёлых элементов составляло менее пятой части от солнечного уровня. Это говорит о том, что химическое обогащение среды только начинало формироваться и что состав галактики всё ещё отражал условия эпохи реионизации.

Учёные связывают столь быстрый рост чёрной дыры с особым сценарием её зарождения. По их расчётам, она могла появиться не в результате коллапса массивной звезды, а в ходе прямого сжатия гигантского газового облака. Такие объекты способны нарастать быстрее предела Эддингтона, что обеспечивает стремительное увеличение массы в первые сотни миллионов лет существования Вселенной.

Исследование CANUCS-LRD-z8.6 усиливает представление о том, что сверхмассивные чёрные дыры в раннюю эпоху эволюционировали опережающими темпами по сравнению со своим звёздным окружением. Учёные считают, что подобные объекты могли стать зародышами наиболее мощных квазаров и самых массивных чёрных дыр, наблюдаемых в современном космосе.

Источник: Naked Science.