Рядко срещана свръхмасивна черна дупка, открита да се крие в зората на Вселената, може да покаже, че е имало хиляди повече от хищните чудовища, които са преследвали ранния космос, отколкото учените са смятали — и астрономите не са сигурни защо.
Първичната черна дупка е около 1 милиард пъти по-голяма от масата на нашето слънце и е открита в центъра на галактиката COS-87259. Древната галактика се е формирала само 750 млн. години след Големия взрив и е забелязана от радиообсерваторията ALMA (Atacama Large Millimeter Array) в Чили в малък участък от небето, по-малък от 10 пъти размера на пълната Луна.
Бързо растящата черна дупка, скрита под обвивка от бурен звезден прах, е видяна да поглъща част от акреционния си диск от орбитираща материя, докато изхвърля остатъците в струя, движеща се със скорост, близка до тази на светлината. Изглежда, че черната дупка чудовище се намира в рядък междинен стадий на растеж, някъде между прашна галактика, образуваща звезди, и огромна, ярко светеща черна дупка, наречена квазар.
Изследователите предполагат, че космическият гигант може да е само една от хилядите необяснимо големи черни дупки, които се крият под облаците на ранната Вселена. Те публикуват откритието си на 24 февруари в списанието Monthly Notices of The Royal Astronomical Society (отваря се в нов раздел) .
"Честно казано, обяснението на съществуването на около 15 много ранни светли квазари [от същия период като COS-87259] беше голямо предизвикателство за извънгалактичната астрономия, като се има предвид колко малко време е необходимо за израстването на такава масивна черна дупка след Големия взрив", казва пред Live Science водещият автор на изследването Райън Ендсли (отваря се в нов раздел) , астроном от Тексаския университет в Остин. "Ако много ранните черни дупки с милиарди слънчеви маси са хиляди пъти по-често срещани, отколкото първоначално смятахме (както предполага нашето откритие, освен ако не приемем, че сме имали невероятен късмет), това само допълнително изостря проблема."
Свръхмасивна мистерия
Черните дупки се раждат от колапса на гигантски звезди и се разрастват, като непрестанно поглъщат газ, прах, звезди и други черни дупки в галактиките, които ги съдържат. Ако станат достатъчно големи, триенето води до нагряване на материала, който се движи спираловидно в хралупата на черните дупки, и те се превръщат в квазари, които изхвърлят газовите си пашкули със светлинни взривове, до трилион пъти по-ярки от най-ярките звезди.
Тъй като светлината се движи с фиксирана скорост във вакуума на пространството, колкото по-дълбоко навлизат учените във Вселената, толкова по-отдалечена светлина улавят и толкова по-назад във времето виждат. Предишни симулации на "космическата зора" — епохата, обхващаща първите милиарди години от съществуването на Вселената — предполагат, че издигащите се облаци от студен газ може да са се слели в гигантски звезди, които са били обречени на бърз колапс, създавайки черни дупки. С разрастването на Вселената тези първи черни дупки може бързо да са се слели с други, за да се появят още по-големи свръхмасивни черни дупки в целия космос.
Но как тези хаотични условия са довели до създаването на толкова много свръхмасивни черни дупки, е загадка, която се задълбочава от възможността тези чудовища да са били хиляди, когато Вселената е достигнала само 5% от сегашната си възраст. В една обзорна статия (отваря се в нов раздел) се изказва предположението, че големите, ярки квазари са най-лесните за откриване черни дупки, така че те вероятно са само "върхът на айсберга" на чудовищата, които се крият в младия космос.
Отговорът на тази загадка би могъл да ни насочи към дупка в разбирането ни за формирането на галактиките в ранната Вселена. На 22 февруари друга група астрономи, анализиращи данни от космическия телескоп "Джеймс Уеб", откриха група от шест гаргантюански галактики, чиято възраст е между 500 и 700 милиона години след Големия взрив, които са толкова масивни, че са в противоречие с 99 % от космологичните модели.
Възможното обяснение може да се крие в количеството и трескавата активност на плътните облаци "звездни избухвания", в които са се зародили най-ранните черни дупки. Например през април 2022 г. откриването на друга бързо растяща, преминаваща черна дупка, наречена GNz7q, в звездна галактика на същата възраст като COS-87259 показа, че галактиката е сервирала прясно изпечени звезди 1600 пъти по-бързо, отколкото Млечният път днес. COS-87259 се готви с малко по-бавна скорост - 1000 пъти по-бързо от сегашния Млечен път, но черната ѝ дупка е 20 пъти по-масивна и по-ярка от GNz7q.
"Откриването на COS-87259 и GNz7q в рамките на изминалата година беше изключително изненадващо и наистина ни накара да се запитаме как можем да осмислим това от гледна точка на разбирането на много ранния растеж на свръхмасивните черни дупки", каза Ендсли.
