Мистериозна черна дупка тежи колкото един милиард слънца

О ткритата черна дупка в Космическата зора е толкова голяма, че е трудно да се обясни. Седейки в центъра на галактика, масата на черната дупка наречена J1120+0641, надхвърля един милиард Слънца.

По-големи черни дупки съществуват навсякъде около нас днес. Проблемът е от кога съществува J1120+0641. При по-малко от 770 милиона години след Големия взрив е трудно да се разбере как черната дупка е имала време да натрупа толкова много маса.

Знаем за галактиката и нейната черна дупка J1120+0641 от повече от десетилетие и учените имаха идеи как се е появила тя. Сега наблюденията, проведени с помощта на JWST, опровергаха една от тези идеи. По всички взети мерки J1120+0641 изглежда "шокиращо нормална", което оставя само по-странни обяснения за увеличаването на теглото й.

Откриването на J1120+0641 беше обявено още през 2011 г. и в продължение на няколко години тя остана най-отдалечената известна галактика квазар. 

Квазарните галактики са галактики с централна свръхмасивна черна дупка, която се храни с огромна скорост. Те са заобиколени от огромен облак от газ и прах, който поглъщат толкова бързо, колкото могат. Триенето и гравитацията около черната дупка нагряват материала, което го кара да свети ярко.

Но скоростта, с която една черна дупка може да се захранва, не е неограничена. Максималната стабилна скорост се определя от границата на Едингтън, отвъд която нагрятата материя свети толкова ярко, че радиационното налягане би надвишило гравитационното привличане, изтласквайки материята и не оставяйки нищо, с което черната дупка да се храни.

A team of astronomers may be witnessing something never seen before by humans: a supermassive black hole roaring back to life. 🤩🌌 https://t.co/tLoUsDsIj0 pic.twitter.com/B5giImY9TA

— ABC7 Eyewitness News (@ABC7) June 26, 2024

Сега черните дупки могат за кратко време да навлязат в свръхедингтънска акреция, при която преминават тази граница и изхвърлят колкото се може повече материал, преди да започне да действа радиационното налягане. Това е едно от възможните обяснения за черната дупка в центъра на J1120+0641.

За да потърсят признаците на свръхедингтънова акреция, астрономите се нуждаеха от данни с достатъчна разделителна способност, за да извършат подробен анализ на светлината на галактиката, търсейки подписи, свързани с екстремни процеси. За тази цел е необходим JWST - най-мощният космически телескоп, създаван някога, оптимизиран да надникне в тези далечни краища на пространството и времето.

JWST наблюдава галактиката в началото на 2023 г. и екип, ръководен от астронома Сара Босман от Института по астрономия "Макс Планк" в Германия, анализира събраната от него светлина, за да каталогизира свойствата на материала около черната дупка: огромен облак от прах в покрайнините и светещ диск, който се върти около черната дупка и се влива в нея.

A massive stellar black hole has just been discovered in the Milky Way

• 33 times more massive than the Sun

• 2K light years away

• Was formed from an exploding star — largest of its kind in our galaxy pic.twitter.com/eiDynx5awi

— Latest in space (@latestinspace) April 16, 2024

Този анализ разкрива, че черната дупка всъщност се храни съвсем нормално - няма нищо в нейната акреция, което да се различава значително от други, по-нови квазарни галактики.

Едно от възможните обяснения за тези гигантски черни дупки е, че допълнителният прах е карал астрономите да надценяват масите им. И все пак няма и следи от допълнителен прах.

Това означава, че J1120+0641 е такава, каквато изглежда: съвсем нормална квазарна галактика с черна дупка, която не поглъща материал със свръхвисока скорост. Черната дупка и начинът, по който тя се храни, вече са били сравнително зрели по времето, когато е наблюдавана, в рамките на няколкостотин милиона години след Големия взрив

"Като цяло новите наблюдения само задълбочават мистерията: Ранните квазари са били шокиращо нормални", казва Босман. "Без значение в какви дължини на вълните ги наблюдаваме, квазарите са почти идентични във всички епохи на Вселената."

Това означава, че супер Едингтъновата акреция не е решението за растежа на озадачаващо масивните черни дупки в зората на времето.

Другото водещо обяснение е, че в началото черните дупки са се образували от доста големи "семена".

Вместо бавен, постепенен процес от нещо с размерите на звезда, тази теория предполага, че черните дупки са се образували от колапс на струпвания на материя или дори на изключително огромни звезди с маса стотици хиляди пъти по-голяма от тази на Слънцето, което е дало начален старт на растежа им.

Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase