Нарушила законы физики: древняя черная дыра растет в 13 раз быстрее, чем ожидалось

ATinformНаука 24.01.2026 в 07:11 129 Обсудить

Фото: скриншот

Открытие может приблизить к пониманию того, как сверхмассивные черные дыры смогли так быстро сформироваться

Японские астрономы обнаружили необычную сверхмассивную черную дыру в ранней Вселенной, которая растет с почти невозможной скоростью и одновременно излучает мощные рентгеновские и радиоволны, пишет Interesting Engineering. Как отмечается, открытие, сделанное учеными из университетов Васеда и Тохоку, бросает вызов устоявшимся теориям и свидетельствует о том, что ключевые физические процессы, которые действовали в молодой Вселенной, до сих пор остаются недостаточно понятными.

"Команда зафиксировала далекий квазар — активную сверхмассивную черную дыру, которая интенсивно "питается", — с помощью телескопа Subaru. Объект существовал во времена, когда Вселенной было менее 1,5 млрд лет. Черная дыра находится в состоянии чрезвычайно быстрой аккреции, при этом ярко светится в рентгеновском диапазоне и генерирует мощное радиоизлучение из джета", — говорится в статье.

Такое сочетание характеристик, как отмечают исследователи, не предусмотрено большинством теоретических моделей.

Предел Эддингтона

Сверхмассивные черные дыры, масса которых может в миллионы или миллиарды раз превышать массу Солнца, расположены в центрах большинства галактик. Они растут, поглощая окружающий газ — преимущественно водород и гелий — из своих галактик.

Во время падения газа в черную дыру формируется компактная область горячей плазмы — корона, которая излучает рентгеновские лучи. Кроме того, некоторые сверхмассивные черные дыры образуют джеты — потоки вещества, интенсивно излучающие в радиодиапазоне.

Впрочем, если газ поступает слишком быстро, излучение начинает оказывать обратное давление на падающее вещество, замедляя процесс, отмечают ученые. Именно так возникает так называемый предел Эддингтона — условный "скоростной лимит" аккреции.

В редких случаях черные дыры могут временно превышать этот предел — явление, известное как надэддингтоновская аккреция, — что позволяет им быстро наращивать массу. Однако обычно считается, что в таких условиях высокочастотное излучение и джетная активность должны ослабевать.

Чтобы проверить, возможен ли такой экстремальный рост в ранней Вселенной, ученые использовали ближнеинфракрасный спектрограф MOIRCS на телескопе Subaru. Ученые измерили движение газа вблизи черной дыры и оценили ее массу по эмиссионной линии Mg II. Рентгеновские наблюдения показали, что черная дыра поглощает вещество со скоростью примерно в 13 раз выше предела Эддингтона, что делает ее одной из самых быстрорастущих черных дыр в своем классе.

"Это открытие может приблизить нас к пониманию того, как сверхмассивные черные дыры смогли так быстро сформироваться в ранней Вселенной", — отметила ведущая автор исследования, сотрудница университета Васеда Сакико Обучи.

Кроме того, ученые зафиксировали яркое рентгеновское и сильное радиоизлучение, что свидетельствует об активной короне и мощном джете. Действующие модели надэддингтоновской аккреции предполагают, что при таких экстремальных темпах роста эти явления должны быть слабыми или вообще исчезать.

"Мы хотим выяснить, что именно питает столь сильное рентгеновское и радиоизлучение, и могли ли подобные объекты до сих пор оставаться незамеченными в обзорных данных", — говорится в пресс-релизе университета Васеда.

Исследователи предполагают, что квазар находится в кратковременной переходной фазе, когда мощный приток газа протолкнул его за пределы Эддингтона, а корона и джет еще не успели погаснуть.

Если это подтвердится, наблюдение может дать уникальный "снимок" переменного роста черных дыр в ранней Вселенной — процесса, который чрезвычайно сложно зафиксировать. Оно также может помочь объяснить быстрый рост галактик, ведь мощные джеты способны влиять на формирование звезд во время экстремального развития черных дыр.