Что известно

Камеры Джеймса Уэбба позволяют буквально заглянуть в прошлое вплоть до начала времен. Они обнаружили сверхмассивную черную дыру в центре галактики GN-z11. Она родилась всего через 440 миллионов лет после появления Вселенной.

Смотрите также Ученые считают, что могут собрать извержение Энцелада прямо из космоса, не садясь на спутник.

Ученые говорят, что в тот ранний период существования космоса, появилось бесчисленное количество черных дыр, которые разрослись до "ужасных масштабов". Но наука до сих пор не понимает, как им удалось так быстро увеличится в размерах. Поиск ответа на этот вопрос может помочь объяснить, как сегодняшние сверхмассивные черные дыры, которые фактически удерживают целые галактики, включая наш Млечный Путь, выросли до таких потрясающих объемов.

Ведущий автор исследования Роберто Майолино, профессор астрофизики Кембриджского университета, объясняет, что согласно нашим научным моделям и законам физики, черные дыры в ранней Вселенной "не могут расти тихо и мягко, как многие черные дыры в современной Вселенной". Они должны пережить какое-то "особое рождение или становление, и какой-то особый рост".

Как считают астрономы, сегодня черные дыры рождаются в результате коллапса гигантских звезд. Но как бы они ни появились, они растут, непрерывно поглощая газ, пыль, звезды и другие черные дыры. Когда они "питаются", трение приводит к тому, что материал, который закручивается вокруг, нагревается, излучая свет так называемых активных галактических ядер (AGN), который можно обнаружить с помощью телескопов. Наиболее экстремальными AGN являются квазары, которые в миллиарды раз тяжелее Солнца и выбрасывают световые взрывы, в триллионы раз ярче самых ярких звезд.

Поскольку свет путешествует с фиксированной скоростью сквозь вакуум космоса, то чем глубже ученые заглядывают во Вселенную, тем более отдаленный свет они перехватывают и тем дальше в прошлое они видят. Чтобы обнаружить черную дыру в новом исследовании, астрономы просканировали небо двумя инфракрасными камерами — инструментом среднего инфракрасного диапазона (MIRI) и камерой ближнего инфракрасного диапазона. Затем они использовали встроенные спектрографы, чтобы разложить свет на составляющие частоты.

Расшифровав эти слабые проблески из первых лет существования Вселенной, они обнаружили неожиданный всплеск среди частот, содержащихся в свете — ключевой признак того, что горячее вещество вокруг черной дыры излучало слабые следы света по всей Вселенной.

  • Самые популярные объяснения того, как эти ранние черные дыры росли так быстро, заключаются в том, что они образовались в результате внезапного коллапса гигантских газовых облаков или в результате многочисленных слияний между скоплениями звезд и черных дыр.
  • Астрономы также предлагают теорию, согласно которой такие черные дети могли быть порождены гипотетическими "первичными" черными дырами, которые могли быть созданы через мгновение после начала Вселенной.

Таким образом прямой коллапс умирающей звезды, судя по всему, не является единственным способом образования черной дыры. Для этого нужны "особые" обстоятельства. Например, чтобы это было "чистое облако, еще не обогащенное тяжелыми элементами, созданными первыми звездами, и достаточно массивное – от 10 000 до миллиона солнечных масс", – говорит Роберто Майолино. Чтобы такое облако не остыло слишком быстро и не распалось на отдельные звезды, оно также должно быть освещено ультрафиолетовым светом, вероятно, из соседней галактики. Таких сценариев может быть много.