Астрономы, работающие с космическим телескопом «Джеймс Уэбб», сделали крупное открытие в рамках программы JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey). Они обнаружили сверхмассивную чёрную дыру GN-1001830, которая стала одной из самых массивных, найденных в ранней Вселенной.

Особенность этой чёрной дыры заключается в том, что она составляет около 40% массы своей галактики-хозяина, в то время как обычно сверхмассивные чёрные дыры составляют лишь около 0,1% массы своих галактик. При этом GN-1001830 находится в состоянии покоя и поглощает окружающий газ с очень низкой скоростью.

Источник: Jiarong Gu

Масса этого объекта оценивается примерно в 40 миллионов солнечных масс, что особенно впечатляет, учитывая, что она существовала всего через 800 миллионов лет после Большого взрыва. Для сравнения, сверхмассивная чёрная дыра в центре Млечного Пути, Стрелец A*, имеет массу около 4,3 миллиона солнечных масс.

Учёные предполагают, что рост таких массивных объектов происходит через чередование периодов сверхактивности, превышающих предел Эддингтона (теоретический верхний предел массы и светимости звёздных объектов), и длительных периодов покоя. Периоды неактивности могут длиться до 100 миллионов лет, когда скорость аккреции составляет всего 0,02 от предела Эддингтона, прерываясь эпизодами сверхэддингтоновской аккреции продолжительностью 5-10 миллионов лет.

Источник: NASA, ESA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb)

Существует несколько теоретических моделей, объясняющих формирование таких массивных чёрных дыр. Одна из них предполагает прямой коллапс первичных газовых облаков в чёрные дыры («тяжёлые семена»), другая описывает развитие «лёгких семян» через мощные всплески аккреции. Однако, как отмечают исследователи, ключевым фактором, объясняющим свойства GN-1001830, является именно наличие фаз сверхэддингтоновской аккреции, независимо от механизма образования.

Это открытие стало первым результатом работы над диссертацией одного из исследователей, Юодзбалиса, который признался, что потребовалось время, чтобы осознать истинную значимость этой находки. Обнаружение этой необычной чёрной дыры стало возможным только благодаря её колоссальной массе, так как неактивные чёрные дыры крайне сложно обнаружить из-за отсутствия излучения от аккреционного диска.

Подробнее на iXBT