James Webb виявив найстарішу чорну діру у Всесвіті

Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) виявив найстарішу чорну діру, яку коли-небудь бачили, стародавнє чудовисько з масою 1,6 мільйона сонць ховається 13 мільярдів років у минулому Всесвіту.  Космічний телескоп Джеймса Вебба, чиї камери дозволяють зазирнути в минуле до початку нашого Всесвіту, помітив надмасивну чорна діра в центрі новонародженої галактики GN-z11 лише через 440 мільйонів років після виникнення Всесвіту.

І просторово-часовий розрив не єдиний, це одна з незліченних чорних дір, які поглинули себе жахливих масштабів під час космічної зорі — періоду приблизно через 100 мільйонів років після Великого вибуху, коли молодий Всесвіт почав світитися протягом мільярда років. 

Незрозуміло, як космічні вири так швидко зросли в масштабах після виникнення Всесвіту. Але пошуки відповіді можуть допомогти пояснити, як сучасні надмасивні чорні діри — які закріплюють цілі галактики, включаючи наш Чумацький Шлях — виросли до такого розуму- вражаючих розмірів. Дослідники опублікували свої висновки на початку цього року в базі даних препринтів arXiv, але дослідження ще не було рецензовано.

Чорні діри в ранньому Всесвіті «не можуть рости тихо й м’яко, як багато чорних дір у локальному [сучасному] Всесвіті,» провідний автор Роберто Майоліно, професор астрофізики Кембриджського університету, розповів Live Science. «Вони повинні пережити якесь особливе народження або становлення, і якийсь особливий ріст.»

Ближче до сьогодення астрономи вважають, що чорні діри народжуються внаслідок колапсу гігантських зірок. Але як би вони не з’явилися, вони ростуть, безупинно пожираючи газ, пил, зірки та інші чорні діри. Коли вони бенкетують, тертя призводить до того, що матеріал обертається по спіралі в чорні діри’ пасти нагріваються, і вони випромінюють світло, яке можна виявити телескопами, перетворюючи їх на так звані активні галактичні ядра (AGN).

Найекстремальніші AGN — це квазари, надмасивні чорні діри, які в мільярди разів важчі за сонце та викидають свої газові кокони світловими вибухами, які в трильйони разів яскравіші за найяскравіші зірки.

Оскільки світло поширюється з фіксованою швидкістю через космічний вакуум, чим глибше вчені дивляться у Всесвіт, тим віддаленіше світло вони перехоплюють і дальше у часі вони бачать. Щоб виявити чорну діру в новому дослідженні, астрономи просканували небо двома інфрачервоними камерами — інструментом середнього інфрачервоного діапазону JWST (MIRI) і камерою ближнього інфрачервоного діапазону — і використали ці камери. вбудовані спектрографи для розбиття світла на складові частоти. 

Деконструювавши ці слабкі відблиски з найдавніших років існування Всесвіту, вони виявили несподіваний сплеск серед частот, що містяться у світлі, — ключову ознаку того, що гарячий матеріал навколо чорної діри випромінював слабкі сліди світла по всьому Всесвіту.

Найпопулярніші пояснення того, як ці перші чорні діри виросли так швидко, полягають у тому, що вони утворилися в результаті раптового колапсу гігантських газових хмар або в результаті багатьох злиттів згустків зірок і чорних дір.