Астрономи виявили чорну діру, яка зростає з рекордною швидкістю

У далекому Всесвіті знайдено надмасивну чорну діру, яка поглинає матерію із рекордною швидкістю. Вона розташована у центрі квазарної галактики RACS J0320-35, що існувала вже через 920 мільйонів років після Великого вибуху. За підрахунками вчених, швидкість її росту в 2,4 раза перевищує межу Еддінгтона — теоретичний максимум для поглинання речовини, пише ScienceAlert.

Відкриття зробила команда під керівництвом Луки Ігіни з Гарвардського та Смітсонівського центру астрофізики. Науковці пояснюють, що явище так званої супереддінгтонівської акреції може пролити світло на те, як чорні діри у ранньому Всесвіті швидко досягали мас у мільярди сонячних.

“Як Всесвіт створив перше покоління чорних дір? Це залишається одним із найбільших питань в астрофізиці, і цей один об’єкт допомагає нам знайти відповідь”, — зазначає астрофізик Томас Коннор із Гарвардського та Смітсонівського центру астрофізики.

Чорні діри відіграють ключову роль у формуванні галактик, утримуючи їх у рівновазі гравітаційним полем. Водночас їхнє походження залишається загадкою — надмасивні чорні діри з’являються надто рано в історії Всесвіту, щоб утворитися поступово. Це обмеження пояснюється межею Еддінгтона — швидкістю, за якої тиск випромінювання врівноважує гравітаційне тяжіння чорної діри, не дозволяючи їй поглинати більше матеріалу.

Однак у деяких випадках чорні діри можуть перевищувати цю межу протягом коротких періодів. Це явище й отримало назву супереддінгтонівської акреції. Саме воно, на думку вчених, могло допомогти чорним дірам так швидко зростати в перші мільярди років після Великого вибуху. Результати дослідження опубліковані у журналі The Astrophysical Journal Letters.

RACS J0320-35 стала одним із можливих доказів цього процесу. У 2023 році її виявили на рентгенівських даних обсерваторії Chandra NASA, де вона виявилася найяскравішим рентгенівським об’єктом серед усіх, що існували в перший мільярд років історії Всесвіту.

Спостереження за допомогою Giant Metrewave Radio Telescope (Гігантського метрового радіотелескопа), Australia Telescope Compact Array (Австралійського компактного телескопа) та Australian Large Baseline Array (Австралійського великого базового масиву) дали змогу дослідити розподіл світла об’єкта по електромагнітному спектру. Порівняння з теоретичними моделями підтвердило, що його характеристики збігаються із супереддінгтонівською акрецією.

“Знаючи масу чорної діри та визначивши, як швидко вона зростає, ми можемо працювати у зворотному напрямку, щоб оцінити, наскільки масивною вона могла бути при народженні”, — пояснює співавтор дослідження Альберто Моретті з INAF-Osservatorio Astronomico di Brera в Італії.