Древнейшая «звезда-чёрная дыра» — ключ к разгадке сверхмассивных чёрных дыр
AI Изображение создано с помощью ИИ и носит иллюстративный характер
Свет от объекта MoM-BH*-1 шёл до Земли 13 миллиардов лет: он был испущен, когда возраст Вселенной составлял всего 660 миллионов лет. В исследовании, опубликованном сегодня в Nature, команда Института науки и технологий Австрии (ISTA) и международные коллеги назвали этот объект «звездой-чёрной дырой». Это самый ранний известный представитель нового класса: ранняя чёрная дыра, окружённая плотным газом. Находка может объяснить, как в молодой Вселенной появились чёрные дыры массой в миллиарды солнечных масс. Об этом сообщает портал Phys.org.
Астрономы давно не могли объяснить, откуда взялись «problematic quasars» — квазары ранней Вселенной, которые казались слишком массивными. «До сих пор мы очень мало знали о том, как образовались эти сверхмассивные чёрные дыры», — говорит Джоррит Маттее, доцент ISTA. Наблюдения проводились в рамках обзора «Mirage or Miracle» на телескопе JWST под руководством Рохана Найду из Института астрономии Гавайского университета. В 2024 году эта же команда нашла в данных JWST сотни загадочных «маленьких красных точек».
Уникальность MoM-BH*-1 в том, что он виден почти без помех. В отличие от «маленьких красных точек», почти весь его свет исходит от центрального объекта, а не от галактики-хозяина. В спектре заметен очень сильный балмеровский скачок — сильнее, чем у звездоформирующих галактик и самих «красных точек». Чёрная дыра окутана не пылью, а плотным газом, который смещает излучение в красную область, как при закате, но не скрывает его.
По моделям, MoM-BH*-1 — миниатюрная сверхмассивная чёрная дыра на ранней стадии эволюции, окружённая чрезвычайно плотным турбулентным газом без пыли. Такой газ позволяет ей расти за счёт сверхэддингтоновской аккреции — быстрее, чем допускали прежние представления. Рядом находится более яркая галактика: по расчётам, объекты сольются примерно через 100 миллионов лет. Если сложить спектры обоих, получится картина, близкая к спектру «маленьких красных точек». «Звёзды-чёрные дыры, встроенные в похожие галактики, вполне могут быть центральными двигателями baby quasars», — поясняет Маттее.
20 марта 2025 года на arXiv объявили об открытии MoM-BH*-1 и одновременно о похожем источнике The Cliff в эпоху «космического полдня» — через 2–3 миллиарда лет после Большого взрыва. Затем группа под руководством Альберто Торральбы из ISTA описала ещё одну звезду-чёрную дыру вблизи космического полдня в статье в Astrophysical Journal Letters. Это подтверждает, что такие объекты встречаются и позже, хотя, вероятно, гораздо реже. За последние два-три года вышло почти тысяча статей и препринтов о «маленьких красных точках», и теперь «звёзды-чёрные дыры» — самое устойчивое объяснение их природы.
Открытие требует пересмотра моделей роста сверхмассивных чёрных дыр. Спектры новых объектов могут стать шаблоном для поисков в данных JWST и наземных телескопов, в том числе Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории, который использовали авторы работы в Nature. Разгадка происхождения сверхмассивных чёрных дыр, над которой астрономы бились 50 лет, теперь может быть ближе. «Это скорее не мираж, а космическое чудо», — заключает Маттее.
