28.05.18

Астрономы нашли самую быстрорастущую черную дыру во Вселенной

Астрономы обнаружили черную дыру, которая растет быстрее, чем все черные дыры, известные сегодня, сообщается в препринте, опубликованном на сайте arXiv.org. Каждые два дня она поглощает столько же вещества, сколько содержится в Солнце.

Черные дыры, масса которых может превышать солнечную в миллиарды раз, существовали даже в молодой Вселенной, когда ей было всего 800 миллионов лет (сейчас ее возраст составляет 13,8 миллиардов лет). При этом для астрофизиков до сих пор остается загадкой, как они могли вырасти так быстро — предполагается, что либо они росли быстрее, чем при нормальных условиях, которые описываются эддингтоновскими уравнениями, либо они формировались из массивных черных дыр, которые возникли благодаря прямому коллапсу молекулярных облаков. Сегодня подобные «ранние» объекты обнаруживают в виде квазаров, когда они активно поглощают вещество, в результате чего оно нагревается и начинает ярко излучать в разных диапазонах. Исследование квазаров важно для понимания физики и эволюции молодой Вселенной.

Астрономы под руководством Кристиана Вольфа (Christian Wolf) из Австралийского национального университета обнаружили очень яркий квазар J2157-3602, свет от которого шел до Земли примерно 12 миллиардов лет. Черная дыра, находящаяся в его центре, имеет массу порядка 20 миллиардов солнечных и растет на один процент каждый миллион лет. Как утверждают исследователи, J2157-3602 растет настолько быстро, что он светится в тысячу раз ярче галактики, в которой находится. «Если бы такого монстра поместили в центр Млечного пути, то он бы сиял в 10 раз сильнее, чем полная Луна. Он выглядел бы насколько ярким, что затмил бы собой все остальные звезды», — комментирует Вольф.

J2157-3602 имеет большую светимость в ультрафиолетовом диапазоне, чем все известные квазары, яркость которых не была усилена гравитационной линзой. Вероятно, черная дыра в центре квазара поглощает материю столь активно, что вплотную подходит к пределу Эддингтона. Известно, что вещество не может падать на черную дыру в любых количествах, потому что чем больше вещества падает, тем выше окажется его температура, а значит и давление. Если давление внутренних слоев вещества окажется слишком большим, то вещество из внешних слоев будет выталкиваться, и оно не сможет упасть на объект. Предел Эддингтона в данном случае представляет собой некоторую границу, где сила гравитации скомпенсирована давлением нагретого газа.

Также исследователи отмечают, что J2157-3602 излучает не только в ультрафиолетовом, но и рентгеновском диапазоне. «Если бы он находился в центре нашей Галактики, то жизнь на Земле скорее всего была бы невозможна из-за большого количества рентгеновского излучения», — заключает Вольф. Тем не менее, подобные объекты представляют большой интерес для науки — с их помощью астрономы могут понять, какой вклад они внесли в эпоху реионизации и сколько металлов было в ранней Вселенной.

В прошлом году астрономы обнаружили квазар, свет от которого шел к нам более 13 миллиардов лет. В его центре находится самая далекая черная дыра из известных сегодня. 

Кристина Уласович

Читайте также