Астрономи відкрили гігантську чорну діру, яка до своїх колосальних розмірів виросла протягом першого мільярда років існування Всесвіту, і на сьогодні є найбільшим відомим науці об’єктом такого віку. Чорну діру виявили ще у 2013 р., однак стаття з її описом з’явилась в науковому часописі Nature лише на цьому тижні. Її маса у 12 млрд. разів перевищує масу Сонця, а розмір – у шість разів більший, ніж будь-що, що існувало тоді у Всесвіті. Факт, що такий гігантський об’єкт сформувався вже на ранніх етапах існування Всесвіту, є непростим викликом для теорії еволюції чорних дір, зірок та галактик.
Світлу від чорної діри (мова йде про випромінювання гарячого газу, який падає в її жерло) знадобилось 12,9 млрд. років, щоб досягнути Землі. Тож астрономи бачать її так, як вона існувала через 900 млн. років після Великого вибуху. За словами астронома з Пекінського університету Сюе-Бін У, який очолював міжнародну команду дослідників, що обчислювала її параметри, це «надто короткий час, аби чорна діра могла дорости до таких розмірів».
Сюе-Бін У та його колеги виявили об’єкт за допомогою Ліцзянського телескопу в Астрономічній обсерваторії провінції Юньнань. В телескоп об’єкт виглядав, як яскраве, червоне, точкове джерело випромінювання. Первинні обчислення його яскравості та спектру виявили, що астрономи мають справу зі стародавнім квазаром – великою чорною дірою у центрі галактики, що змушує міжзоряний газ перегріватися й світитися, коли він у формі спіралі потрапляє у її гравітаційну вирву.
Щоб проаналізувати спектр квазару детальніше, що б дозволило визначити швидкість потрапляння в нього газу, а, отже, його масу, знадобились ще 4 великих телескопи по всьому світі. Наступні дослідження дозволили визначити силу гравітації об’єкта та його незвично велику масу.
Супермасивні чорні діри знаходяться в центрі більшості галакти. Маса їх найбільших представників перевищує масу Сонця у 40 млрд. разів. Проте щоб досягнути таких розмірів і маси, їм потрібен час: вона повинні тривалий час поглинати міжзоряну матерію й зливатися з іншими чорними дірами. Досі маса найбільшої чорної діри, яка сформувалась менш як за 1 млрд. років після Великого вибуху, становила лише 2 млрд. сонячних.
Існуючі теорії поки не можуть пояснити, як такий гігантський об’єкт сформувався за такий короткий час. За словами Кріса Вілло, астронома з Канадського центру астрономічних даних у м. Вікторія, одне з можливих пояснень її походження погялає в тому, що вона утворилась не внаслідок гравітаційного колапсу єдиної зірки, а цілої дуже великої газової хмари. Тим не менше, як каже Вілло, «наші знання про моделі формування чорних дір у ранньому Всесвіті ще дуже непевні, і нам бракує методологічної моделі, у світлі якої можна було б проводити спостереження, ставити запитання і давати на них відповіді».
Команда Сюе-Бін У продовжуватиме дослідження чорної діри за допомогою космічного телеспопу «Габбл».
Young black hole had monstrous growth spurt
Nature, 25/02/2015
Зреферував Євген Ланюк
27.02.2015