Група вчених з Університету Васеда та Університету Тохоку в Японії виявила надмасивну чорну діру, що порушує усталені фізичні уявлення про зростання таких об’єктів. Вона накопичує матеріал приблизно у 13 разів швидше за межу Еддінгтона, яка вважається максимальною стабільною швидкістю росту. Відкриття ставить під сумнів чинні моделі еволюції чорних дір, пише Interesting Engineering.
Чорну діру зафіксували у складі далекого квазара за допомогою телескопа Subaru. Об’єкт існує з моменту, коли Всесвіту було менше ніж 1,5 мільярда років, тобто приблизно понад 12 мільярдів років.
Дослідники спостерігали одночасно інтенсивне рентгенівське випромінювання та потужне радіовипромінювання зі струменя. Таке поєднання суперечить більшості теоретичних моделей, які передбачають ослаблення цих сигналів під час екстремально швидкої акреції — процесу збільшення маси шляхом поступового нарощування речовини з навколишнього середовища.
Щоб визначити масу чорної діри та швидкість її росту, команда використала ближній інфрачервоний спектрограф MOIRCS телескопа Subaru. Оцінка базувалася на вимірюванні руху газу поблизу об’єкта та аналізі емісійної лінії Mg II. Результати дослідження опубліковані в The Astrophysical Journal.
Згідно зі стандартною теорією, випромінювання від газу, що падає на чорну діру, створює тиск і обмежує подальший приплив матерії. Цей механізм формує так звану межу Еддінгтона, яку лише зрідка вдається короткочасно перевищити.
У цьому випадку вчені зафіксували саме таке перевищення, але без очікуваного пригнічення рентгенівського та радіовипромінювання. Це свідчить про те, що фізичні процеси в ранньому Всесвіті можуть бути складнішими, ніж передбачають сучасні моделі.
“Це відкриття може наблизити нас до розуміння того, як надмасивні чорні діри так швидко утворилися в ранньому Всесвіті”, — заявила провідна авторка дослідження Сакіко Обучі з Університету Васеда в пресрелізі.
Дослідники також припускають, що квазар перебуває у короткочасному перехідному стані після різкого припливу газу. У цей період надшвидка акреція могла співіснувати з активною короною та струменем, перш ніж система перейде до більш стабільного режиму. Автори вважають, що подальші спостереження допоможуть з’ясувати, наскільки поширеними є подібні об’єкти та яку роль вони відіграють в еволюції галактик.
Нещодавно астрономи виявили в галактиці J1007+3540 надмасивну чорну діру, яка “воскресла” й відновила викиди плазми після 100 мільйонів років спокою. Вчені зафіксували молоді активні джети всередині старих згаслих структур, порівнявши це явище з виверженням гігантського космічного вулкана.