Астрономы подтвердили существование самой ранней из известных черных дыр, возраст которой составляет всего 500 миллионов лет после Большого взрыва. Это новаторское открытие, сделанное с помощью данных космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), дает представление о формирующихся годах Вселенной и бросает вызов существующим теориям о том, как черные дыры так быстро росли в ранней космологии.
Черная дыра находится в галактике под названием CAPERS-LRD-z9, небольшой, тусклой галактике, наблюдаемой на невероятно далеком красном смещении. Красное смещение указывает, как далеко назад во времени мы смотрим, а экстремальное красное смещение CAPERS-LRD-z9 означает, что она существовала, когда Вселенной было всего 3% от ее нынешнего возраста. Необычная светимость галактики, которая изначально считалась результатом звездообразования, оказалась обусловленной сверхгорячим диском газа, спирально вращающегося в черную дыру. Этот падающий газ излучает интенсивное излучение, делая черную дыру обнаружимой на огромных космических расстояниях. Доктор Сейджи Фудзимото, ведущий автор исследования и постдокторальный научный сотрудник Университета Аризоны, заявил: «Это самая ранняя подтвержденная черная дыра, и она дает нам окно в период космической истории, который мы никогда раньше не видели». Черная дыра в центре CAPERS-LRD-z9 оценивается примерно в 300 миллионов раз больше массы нашего Солнца. Это примерно в десять раз больше, чем Стрелец A*, сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики Млечный Путь, хотя команда признает некоторую неопределенность в этой оценке. Интригует то, что черная дыра составляет примерно 5% от общей звездной массы своей галактики-хозяина, что значительно выше, чем в современных галактиках. Это предполагает, что ранние черные дыры либо росли с поразительной скоростью, либо начали свою жизнь с гораздо большей массой, чем предполагалось ранее.
Это открытие бросает вызов текущим моделям формирования черных дыр, которые обычно включают постепенный рост в течение миллиардов лет. Существование такой массивной черной дыры так рано во Вселенной предполагает альтернативные механизмы формирования, такие как прямое коллапс массивных газовых облаков. Исследователи предполагают, что плотное облако газа, окружающее черную дыру, может вызывать ее красноватый оттенок, смещая излучаемый свет в сторону более длинных, более красных длин волн, что является явлением, известным как красное смещение. Этот эффект в сочетании с экстремальным расстоянием галактики способствует ее характерному цвету. CAPERS-LRD-z9 станет ключевой целью для будущих наблюдений JWST. Изучая этот уникальный объект более подробно, астрономы надеются раскрыть больше секретов о формировании и эволюции черных дыр и галактик в ранней Вселенной. Доктор Ребекка Тейлор, соавтор исследования, отметила: «До недавнего времени мы не могли изучать эволюцию ранних черных дыр, и мы рады видеть, что мы можем узнать из этого уникального объекта». Открытие CAPERS-LRD-z9 знаменует собой значительный шаг вперед в нашем понимании космоса. Поскольку JWST продолжает исследовать прошлое Вселенной, ожидаются дальнейшие новаторские открытия, которые изменят наше понимание происхождения и эволюции Вселенной.