Открытие самой далекой черной дыры: взгляд в глубины Вселенной

Международная команда астрономов под руководством исследователей из Техасского университета в Остине (Центр космических границ) совершила прорыв в изучении ранней Вселенной. Ученые подтвердили существование самой далекой из известных черных дыр, расположенной в галактике CEERS-LRD-z9 — всего через 500 миллионов лет после Большого взрыва. Это означает, что мы наблюдаем объект, свет которого шел к нам 13,3 миллиарда лет, когда возраст Вселенной составлял лишь 3% от нынешнего.

Это открытие не только расширяет границы наших знаний о ранних этапах космической эволюции, но и ставит новые вопросы о том, как сверхмассивные черные дыры могли вырасти до колоссальных размеров за такое короткое по астрономическим меркам время.

Спектроскопия как ключ к разгадке

Для подтверждения природы черной дыры астрономы использовали спектроскопические данные с космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST), полученные в рамках программы CEERS (CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey). Этот метод позволил выявить характерные признаки быстро движущегося газа, вращающегося вокруг черной дыры.

Как объяснил Энтони Тейлор, руководитель исследования, свет от газа, удаляющегося от нас, смещается в красную область спектра, а от приближающегося — в синюю. Такая уникальная сигнатура практически однозначно указывает на присутствие черной дыры.

Загадка «Маленьких красных точек»

Галактика CEERS-LRD-z9 относится к новому классу объектов, обнаруженных JWST, — «Little Red Dots» (Маленькие красные точки). Эти компактные, необычно яркие и красные галактики существовали в первые 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва и не похожи на известные ранее структуры, наблюдаемые «Хабблом».

Одна из главных загадок — источник их яркости. Обычно такое свечение связывают с активным звездообразованием, но в столь ранней Вселенной столько звезд просто не могло успеть сформироваться. Альтернативное объяснение — сверхмассивные черные дыры, поглощающие вещество и излучающие колоссальную энергию. Открытие в CEERS-LRD-z9 подтверждает эту гипотезу.

Рекордная масса и новые вопросы

Черная дыра в центре CEERS-LRD-z9 поражает своими размерами: ее масса оценивается в 300 миллионов солнечных, что составляет до половины массы всей галактики. Это ставит под сомнение существующие модели роста черных дыр: либо они формировались гораздо быстрее, чем считалось, либо изначально рождались невероятно массивными.

«Это дополняет растущие доказательства того, что ранние черные дыры росли гораздо быстрее, чем мы предполагали», — отметил Стивен Финкельштейн, соавтор исследования.

Ученые планируют продолжить изучение CEERS-LRD-z9 с помощью более детальных наблюдений на JWST, чтобы уточнить свойства галактики и механизмы, формирующие ее уникальную структуру. Кроме того, данные спектроскопического прибора DESI (Национальная обсерватория Китт-Пик) помогут углубить понимание ранней эпохи реионизации.