Астрономи виявили найдавнішу чорну діру, яка розкриває секрети раннього Всесвіту

Астрономи помітили найдавнішу чорну діру з коли-небудь виявлених, яка може пролити світло (як би це парадоксально не звучало) на секрети раннього Всесвіту. Вважається, що цей космічний об'єкт сформувався лише 470 мільйонів років після Великого вибуху. Ця чорна діра настільки стара, що якби 13,8 мільярда років історії Всесвіту втиснути в один календарний рік, її поява припадала б лише на другий тиждень січня.

• Прибульцям було легше помітити Землю, коли її населяли динозаври

Деталі

Поза межами свого карколомного віку ця чорна діра також величезна — десь у 10-100 мільйонів разів масивніша за Сонце. Астрофізики зазначають, що такий велетень у ранньому Всесвіті – вражаючий випадок.

Нове дослідження, опубліковане в понеділок у журналі Nature Astronomy, надає велику кількість нової інформації про те, як з’явилися зачатки сучасних надмасивних чорних дір.

Чорні діри — це незбагненна кількість матерії, розміщеної у відносно крихітному просторі, що створює гравітаційні поля, які всмоктують усе, що перебуває поблизу, у тому числі світло. Деякі чорні діри, які називаються чорними дірами "зоряної маси", утворюються під час колапсу зірок. Ці порівняно менші структури можуть мати масу від кількох до ста разів більшу, ніж наше Сонце.

Проте майже всі великі галактики містять надмасивну чорну діру, яка в мільйони чи мільярди разів перевищує масу нашого Сонця. Вивчаючи квазари – надзвичайно яскраві ядра галактик, вчені знають, що багато надмасивних чорних дір існувало менш ніж через 700 мільйонів років після Великого вибуху. Але вони не впевнені, як з’явилися ці величезні космічні об’єкти.

Щоб відповісти на це питання, дослідники розглянули 11 галактик, виявлених космічним телескопом Джеймса Вебба. Потім вони шукали чорні діри всередині них за допомогою рентгенівської обсерваторії Чандра, космічного телескопа, який збирає рентгенівське випромінювання зі своєї орбіти навколо Землі.

Дані Чандри вказали на наявність чорної діри в галактиці під назвою UHZ1. Світлу від цієї далекої галактики знадобилося 13,2 мільярда років, щоб досягти нашої планети.

Яскравість і енергія рентгенівського випромінювання вказували на те, що навіть у перші дні ця чорна діра була гігантською — вона могла важити стільки ж, скільки всі зірки в її галактиці разом узяті. У ближчих до нас галактиках, для порівняння, зірки важать приблизно в 1000 разів більше, ніж їхні чорні діри.

У вчених є дві провідні теорії про те, як утворилися перші надмасивні чорні діри: одна полягає в тому, що вони були залишками вибухів окремих зірок, починаючи як чорні діри "зоряної маси" і з часом перетворюючись на надмасивні. Інша ідея полягає в тому, що вони народилися в результаті колапсу гігантських хмар газу, які відразу ж утворили надмасивні чорні діри, розміри яких від 10 000 до 100 000 разів перевищували наше Сонце від початку їх виникнення. Співавтор дослідження та астрофізик з Принстонського університету Енді Гулдінг зазначає:

Існують фізичні обмеження щодо того, як швидко чорні діри можуть рости після того, як вони сформувалися, але ті, які народжуються більш масивними, мають перевагу.

Нові знахідки підтверджують другу ідею про те, що ця чорна діра народилася масивною, яку називають "важким насінням". Але оскільки дослідження розглядає лише одну чорну діру і, таким чином, є лише одним доказом, вчені не можуть зробити жодних висновків щодо походження всіх ранніх надмасивних чорних дір.

Раніше вчені заявляли, що під нашими ногами (але дуже глибоко у мантії Землі) можуть перебувати дві гігантські частини (скоріше "краплі" або "згустки") іншої планети, яка мільярди років тому зіткнулася з нашою.