Когда галактика GN-z11 была открыта космическим телескопом Хаббл в 2016 году, это была самая далекая галактика, которая когда-либо наблюдалась. Его рождение произошло 13,4 миллиарда лет назад, всего через 400 миллионов лет после Большого взрыва. Однако, хотя GN-z11 уже не является рекордсменом по дальности, эксперты по-прежнему заинтригованы им. Теперь, используя космический телескоп Джеймса Уэбба, исследователи обнаружили, что в галактике находится самая старая из когда-либо наблюдавшихся черных дыр. Это может пролить свет на удивительную яркость GN-z11.

Его светимость является загадкой, учитывая, насколько он стар и мал. Молодость Вселенной в то время затрудняет объяснение образования такого количества ярких молодых звезд за такой короткий промежуток времени.

Профессор Кембриджского университета и ведущий автор Природа Исследование Роберто Майолино и его международных коллег приводит вескую причину яркости галактики: на самом деле это сверхмассивная черная дыра. Если быть более точным, бездна примерно в 1,6 миллиона раз превышает массу Солнца.

Несмотря на то, что черные дыры, как известно, не излучают свет, исследователи полагают, что яркое свечение GN-z11 может быть вызвано стремящейся к ней горячей и яркой материей. Майолино описывает полученные результаты как «гигантский скачок вперед» в понимании космоса.

Эта черная дыра бросает вызов существующим теориям образования и роста черных дыр из-за ее раннего появления во Вселенной. Астрономы обычно полагают, что сверхмассивные черные дыры накапливают массу в течение миллиардов лет, как, например, центральная черная дыра нашего Млечного Пути, Стрелец А*. Однако размер этой новой находки предполагает, что они могут начаться с больших размеров или расти гораздо быстрее, чем считалось ранее.

«Во Вселенной еще очень рано видеть такую ​​огромную черную дыру, поэтому нам нужно рассмотреть другие способы ее формирования», — сказал Майолино из Кембриджской Кавендишской лаборатории и Института космологии Кавли. «Очень ранние галактики были чрезвычайно богаты газом, поэтому они были своего рода буфетом для черных дыр».

Стандартные модели утверждают, что сверхмассивные черные дыры возникают из остатков мертвых звезд и могут вырасти примерно в сто раз больше массы Солнца. Наблюдения команды показывают, что этой черной дыре понадобилось бы около миллиарда лет, чтобы достичь своего нынешнего размера в нормальных условиях. Тем не менее, эта временная шкала противоречит возрасту черной дыры, предполагая более быстрый процесс роста.

Майолино из Кембриджской Кавендишской лаборатории и Института космологии Кавли предполагает, что богатая газом среда ранних галактик могла ускорить рост черных дыр.

Астрономы обнаруживают черные дыры, наблюдая за их аккреционными дисками, где материя нагревается и испускает сильное ультрафиолетовое излучение, что указывает на присутствие черной дыры. И эта древняя черная дыра поглощает материю гораздо энергичнее своих собратьев. Во время своего питания черная дыра генерирует мощные ветры, которые могут вытеснять газ из галактики, потенциально останавливая звездообразование. Поскольку звезды состоят из газа, это может остановить образование новых звезд, медленно удушая галактику.