Астрономы нашли черную дыру, которая "ест" в 2,4 раза быстрее теоретического предела
Астрофизики обнаружили сверхмассивную черную дыру в далекой галактике, которая поглощает материю с рекордно высокой скоростью, значительно превышающей теоретически допустимый предел. Это открытие может пролить свет на одну из величайших загадок Вселенной — как подобные объекты успели достичь колоссальных размеров в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва.
Объект исследования, квазар RACS J0320-35, находится так далеко, что мы видим его таким, каким он был всего через 920 миллионов лет после рождения Вселенной. Однако черная дыра в его центре уже обладает огромной массой. Команда ученых под руководством Луки Игины из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики установила, что эта черная дыра поглощает вещество в 2,4 раза быстрее, чем позволяет так называемый предел Эддингтона.
Предел Эддингтона — это теоретический максимум скорости аккреции, или поглощения материи черной дырой. Когда материя падает на черную дыру, она разогревается до огромных температур и начинает ярко светиться. Излучение этого вещества создает давление, которое способно противостоять гравитационному притяжению и выталкивать материю обратно. В момент, когда силы давления излучения и гравитации уравновешиваются, дальнейшее падение вещества прекращается. Это и есть предел Эддингтона.
Однако в определенных условиях черная дыра может на короткие периоды «объедаться», преодолевая этот барьер. Именно такое явление, известное как сверхэддингтоновская аккреция, и было, по мнению ученых, зафиксировано у квазара RACS J0320-35. Это может объяснить, каким образом первые сверхмассивные черные дыры смогли так быстро набрать массу в миллиарды солнц в молодой Вселенной.
Открытие было сделано после анализа данных рентгеновского телескопа Chandra и последующих наблюдений с помощью сети радиотелескопов. Свечение галактики оказалось точным соответствием теоретическим моделям, описывающим сверхэддингтоновскую аккрецию. Хотя выводы требуют дальнейшего подтверждения, исследование предоставляет убедительные доказательства в пользу этой теории. Теперь астрономы могут использовать RACS J0320-35 в качестве модели для изучения механизмов формирования и роста самых первых черных дыр во Вселенной. Как отметил соавтор работы Альберто Моретти, зная текущую массу черной дыры и скорость ее роста, можно оценить, насколько массивной она была при рождении, и проверить различные гипотезы о их происхождении.
Результаты исследования опубликованы в авторитетном научном журнале .