Виявлено рекордну чорну діру: поглинає матерію в 40 разів швидше за відомий ліміт (фото)

Астрономи за допомогою космічного телескопа Вебба зробили надзвичайно важливе відкриття. Вони виявили відносно невелику надмасивну чорну діру в ранньому Всесвіті, яка поглинає матерію з неймовірною швидкістю. Ця швидкість у 40 разів перевищує теоретичний максимум для такого процесу, відомого як межа Еддінгтона. Виявлення цієї рекордної чорної діри може пояснити, як поглиначі матерії змогли вирости до вражаючих розмірів за відносно короткий період часу в космічних масштабах в ранньому Всесвіті. Дослідження опубліковано в Nature Astronomy, пише ScienceAlert.

Астрономи виявили нову надмасивну чорну діру в центрі далекої галактики LID-568, яка існувала вже через 1,5 млрд років після Великого вибуху. Хоча раніше вчені знаходили й більш ранні чорні діри, жодна з них не може зрівнятися з цією. Як показало дослідження, чорна діра в галактиці LID-568 є об’єктом, який найшвидше поглинає навколишню матерію.

Коли чорна діра активно притягує до себе навколишню матерію, вона не відразу падає всередину чорної діри, а закручується навколо неї в акреційному диску. Лише матерія на внутрішньому краю диска перетинає горизонт подій чорної діри й ніколи не виходить назовні.

Величезне тертя та гравітація нагрівають акреційний диск, і тому він випромінює яскраве світло. Але світло чинить своєрідний тиск. В певний момент зовнішній тиск випромінювання відповідає внутрішньому гравітаційному тяжінню чорної діри, що не дозволяє матерії потрапити в чорну діру. Це і є межа Еддінгтона. Ця межа пов'язана з максимальною яскравістю чорної діри, а також зі швидкістю поглинання матерії чорної дірою. Поки існує рівновага між гравітацією чорної діри та тиском світла, відбувається звичайне живлення чорної діри.

Аналіз отриманих даних показав, що надмасивна чорна діра має масу, яка в 7,2 млн разів більша за масу Сонця. А кількість світла, яке випромінює акреційний диск, значно перевищує те, що повинно бути у чорної діри такої маси. Розрахунки астрономів показали, що швидкість поглинання чорної дірою навколишньої матерії приблизно в 40 разів більша, ніж межа Еддінгтона.

Надмасивні чорні діри можуть протягом короткого періоду часу в космічних масштабах значно перевищувати межу Еддінгтона і продовжувати поглинати матерію. Але до цього часу астрономи такого не спостерігали.

Нове відкриття може пояснити одну з найголовніших загадок Всесвіту: яким чином чорні діри стали надмасивними відносно швидко в космічних масштабах після Великого вибуху. Вважається, що для досягнення величезної маси чорним дірам потрібні мільярди років, але астрономи вже виявили в ранньому Всесвіті занадто масивних космічних монстрів.

Автори дослідження вважають, що надто швидке живлення чорних дір, яке перевищує межу Еддінгтона, може бути одним з ймовірних пояснень вищезазначеної загадки. Тобто вчені вважають, що під час короткого періоду надто швидкого поглинання матерії чорні діри здатні набрати дуже велику масу.