В далекой галактике обнаружена редкая древняя спящая черная дыра массой 6 миллиардов солнечных масс
Ученые обнаружили самую удаленную из когда-либо зарегистрированных спящих черных дыр, происхождение которых затерялось в ранней Вселенной.
Чтобы понять начальные фазы развития космоса, астрономы часто наблюдают квазары, сверхмассивные черные дыры, активно поглощающие материю и излучающие интенсивную светимость. Однако эти впечатляющие явления не отражают всей истории. Теперь идентификация самой дальней из известных спящих черных дыр дает уникальную возможность увидеть колоссальную космическую сущность, прекратившую свою деятельность.
Глобальная исследовательская группа при участии ученых из Университетского колледжа Лондона (UCL) обнаружила эту черную дыру в галактике MRG-M0138, расположенной на расстоянии более 10 миллиардов световых лет от нашей планеты. Это открытие, подробно описанное в журнале Science, превышает рекорд расстояния для неактивной черной дыры в пятнадцать раз.
Эта черная дыра, масса которой примерно в 6 миллиардов раз превышает массу Солнца, была обнаружена в то время, когда Вселенной было всего 3 миллиарда лет. В то время как активные квазары дают подсказку об ускоренном росте, присутствие спящего гиганта открывает более спокойные фазы, предоставляя уникальную возможность изучить коэволюцию массивных черных дыр и родительских галактик на ранних стадиях существования Вселенной.
Чтобы вычислить колоссальную массу, исследователи использовали данные космического телескопа НАСА имени Джеймса Уэбба (JWST), точно отображая смещения звезд, вращающихся вокруг объекта, которые в противном случае остались бы незаметными. Хотя этот метод, известный как звездная динамика, уже использовался для измерения неактивных черных дыр в близлежащих галактиках, это первое успешное применение на таком огромном расстоянии в космосе.
Профессор Ричард Эллис, руководитель исследования и член факультета физики и астрономии UCL, подчеркнул важность открытия. Он объяснил, что «анализ коллективного движения звезд в центре этой далекой галактики позволил измерить массу ее сверхмассивной черной дыры, которую иначе было бы невозможно обнаружить». Он добавил, что «доказывая применимость этого подхода к галактикам ранней Вселенной, он открывает путь для более глубокого изучения развития черных дыр с течением времени и их влияния на галактическую эволюцию».
Узнайте, как была рассчитана масса невидимой черной дыры
По своей природе черные дыры не излучают свет напрямую, но захватываемый ими газ может выделять огромные объемы лучистой энергии. Эти точки интенсивной светимости, известные как активные ядра галактик или квазары, являются одними из самых ярких во Вселенной, и их сравнительно легко обнаружить.
В отличие от квазаров, сверхмассивная черная дыра в галактике MRG-M0138 находится в состоянии неактивности. Без высыпания к ней газа в это время ее обнаружение астрономами было возможно только путем наблюдения за гравитационным воздействием, оказываемым на звезды в ее окрестностях.
Анализируя закономерности сопряженного движения звезд, окружающих ядро галактики, команда подтвердила существование черной дыры и смогла оценить ее массу. Изменение скоростей между звездами, ближайшими к черной дыре, и звездами, расположенными дальше всего, стало решающим фактором для этого измерения.
Leia Também
Месси забил 19 голов на чемпионатах мира по футболу благодаря великолепному штрафному удару для Аргентины в матче с Иорданией
Криштиану Роналду блистает за пределами футбольного поля на чемпионате мира 2026 года благодаря своей бизнес-империи и семейной роскоши.
В 41 год Криштиану Роналду подтверждает свое историческое наследие и готовится блеснуть на чемпионате мира 2026 года.
Эта методология повторяет методы, используемые для определения массы черной дыры, расположенной в центре Млечного Пути, нашей галактики, а также в других близлежащих галактиках. Однако это первая заявка на небесное тело, находящееся на таком необычайном расстоянии. Ранее самый удаленный галактический объект, исследованный этой методикой, находился на расстоянии примерно 700 миллионов световых лет.
Как гравитационное линзирование позволило сделать историческое открытие
Обычно наблюдение за движением звезд в такой далекой галактике было бы невыполнимой задачей. Ученые преодолели эту трудность, применив явление гравитационного линзирования, которое работает как естественное космическое усиление.
Промежуточная галактика, расположенная между Землей и MRG-M0138, действует путем искривления и перенаправления света, исходящего от далекой галактики, что привело к тридцатикратному увеличению ее изображения. Эта особенность позволила исследователям восстановить внутреннюю конфигурацию галактики с точностью, которая в противном случае была бы недостижима.
Доктор Эндрю Ньюман, ведущий автор исследования Carnegie Science в Пасадене, Калифорния, прокомментировал этот метод. Он заявил, что «объединение данных JWST с эффектом гравитационного линзирования позволило нам исследовать глубь области влияния черной дыры, где гравитационная сила ускоряет звезды». Ньюман далее описал его как «один из самых эффективных методов измерения массы черной дыры, который у нас есть, и это побудило нас применить его еще в истории Вселенной». Ранее было обнаружено лишь несколько неактивных черных дыр такого размера, и все они расположены значительно ближе к нашей планете.
Новое понимание эволюции галактик благодаря открытиям
Это открытие предлагает важные подсказки о совместной эволюции галактик и их центральных черных дыр в ранние эпохи Вселенной. Хотя наблюдения за соседними галактиками продемонстрировали надежную корреляцию между галактической массой и массой черной дыры, ученым все еще нужно больше информации о более старых космических фазах, чтобы разгадать происхождение этой взаимосвязи.
Исследовательская группа обнаружила, что и черная дыра, и ее родительская галактика неактивны. Галактика больше не генерирует новые звезды, что позволяет предположить, что в MRG-M0138 в далеком прошлом мог находиться чрезвычайно яркий квазар. Гипотеза исследователей заключается в том, что быстрый рост черной дыры высвободил энергию, которая за счет нагревания или выброса необходимого газа решительно замедлила образование новых звезд.
Ученые ожидают, что будущие наблюдения, проводимые с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) и других инструментов, выведут на свет гораздо больше спящих черных дыр из первобытных эпох Вселенной. Такие открытия могут углубить понимание того, как эти космические сущности предотвращают создание звезд и как спящие черные дыры могут быть реактивированы с притоком новой материи.
