Черная дыра аккрецирует материю в количестве, в 40 раз превышающем теоретический предел

Cверхмассивная черная дыра из ранней Вселенной показывает, насколько невероятными могут быть эти объекты. Она питается окружающим газом с исключительной скоростью и, возможно, показывает, как сверхмассивные черные дыры вырастают до своих впечатляющих размеров за короткий промежуток времени.

Свет от этого объекта (LID-568) шел до нас более 12 миллиардов лет. Ранее были обнаружены многочисленные сверхмассивные черные дыры, но ни одна из них не может сравниться с этой. LID-568 безусловно, самая быстро аккрецирующая черная дыра за всю историю наблюдений, и она была обнаружена благодаря космическому телескопу Джеймс Уэбб (JWST).

«Из-за своей слабой природы обнаружение LID-568 было бы невозможным без JWST. Использование интегрального спектрографа NIRSpec было инновационным и необходимым для получения наших наблюдений», — сказал в своем заявлении соавтор Эмануэле Фарина, астроном Gemini Observatory/NSF NOIRLab.

Черная дыра поглощает материю со скоростью в 40 раз больше предела Эддингтона. Этот предел относится к максимальной светимости, которую может достичь черная дыра, а также к тому, насколько быстро она может поглощать материю, так что ее внутренняя гравитационная сила и внешнее давление, создаваемое теплом сжатой, падающей материи, остаются в равновесии.

Сверхмассивные черные дыры и другие объекты могут на (космически) короткий период значительно превышать предел Эддингтона, создавая невероятное световое шоу, при этом продолжая втягивать в себя материю. В случае LID-568 это одно из самых высоких известных значений.

«Эта черная дыра устраивает настоящий пир», — сказала астроном и соавтор исследования Джулия Шарвэхтер. «Этот экстремальный случай показывает, что механизм быстрого питания выше предела Эддингтона является одним из возможных объяснений того, почему мы видим очень тяжелые черные дыры так рано во Вселенной».

Образование сверхмассивных черных дыр на столь раннем этапе развития Вселенной все еще является предметом споров. Они могли образоваться в результате взрыва действительно массивных звезд или прямого коллапса огромных газовых облаков. Открытие LID-568 с массой в 7,2 миллиона раз больше массы Солнца показывает, что эти космические объекты на самом деле могут набирать вес с впечатляющей скоростью.

«Открытие суперэддингтоновской аккрецирующей черной дыры предполагает, что значительная часть роста массы может происходить в течение одного эпизода быстрого питания, независимо от того, как возникла черная дыра», — пояснил ведущий автор работы Хевон Су. «Этот результат добавил новое измерение к нашему пониманию черных дыр и открыл захватывающие пути для исследования».

Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.