Стремительный рост черных дыр оказался вызван их слияниями
Наблюдения, проведенные космическим телескопом Джеймса Уэбба, свидетельствуют о слиянии двух галактик и огромных черных дыр в их центрах, когда вселенной было всего 740 млн лет, что составляет примерно 20% от ее нынешнего возраста. Открытие того, что массивные слияния, по-видимому, были тогда обычным явлением, может помочь объяснить, как черные дыры, подобные той, что находится в центре Млечного Пути, достигли таких огромных размеров.
Профессор Роберто Майолино, астрофизик из Кембриджского университета и один из авторов наблюдений, сказал: «Одна из проблем, с которой мы сталкиваемся в космологии, — это объяснение того, как этим черным дырам удается достигать таких размеров. В прошлом мы всегда говорили о том, что они очень быстро поглощают материю. Другая возможность заключается в том, что они растут очень быстро именно за счет слияния».
До сих пор было неясно, приведет ли слияние галактик к тому, что черные дыры в их центрах превратятся в единую космическую воронку. Ученые предполагают, что одна из них будет выброшена в космос и превратится в «блуждающую» черную дыру. Способность телескопа Уэбба проникать в самые дальние уголки космоса позволила получить первое представление о слиянии галактик в далеком прошлом.
В процессе слияния черные дыры поглощают огромное количество материи, а также выделяют много энергии, и эта активность имеет характерные спектральные особенности, которые позволяют астрономам идентифицировать их. Эта активность выявила столкновение, происходящее в системе под названием ZS7, одна из двух черных дыр которой, по оценкам, в 50 млн раз превышает массу Солнца.
«Масса другой черной дыры, скорее всего, аналогична, хотя ее гораздо труднее измерить, поскольку эта вторая черная дыра находится в облаке плотного газа», — говорит Майолино. Последующие наблюдения показали, что из черных дыр, обнаруженных в этот период, около трети, по-видимому, находятся в процессе слияния. «Это может объяснить быстрый рост черных дыр», — сказал он.
Профессор Эндрю Понтцен, космолог из Университетского колледжа Лондона, который не принимал участия в исследовании, сказал: «Один из главных вопросов об истории космоса — откуда взялись гигантские черные дыры, в миллионы и даже миллиарды раз превышающие массу Солнца. Рождаются ли они каким-то образом, или же они созданы из меньших черных дыр, которые слились друг с другом? Это наблюдение телескопа Webb является косвенным подтверждением, но оно позволяет предположить, что столкновения черных дыр играют важную роль в этом процессе».
Ученые надеются, что в будущем смогут провести прямые измерения столкновений черных дыр с помощью следующего поколения детекторов гравитационных волн, включая миссию лазерной интерферометрической космической антенны (Lisa), которая недавно была одобрена Европейским космическим агентством.
Ранее ученые открыли огромную черную дыру, которая образовалась в результате взрыва звезды всего в 2 тыс. световых лет от Земли. BH3 — самая массивная черная дыра, обнаруженная в Млечном Пути. Исследователям удалось обнаружить ее благодаря мощному притяжению, которое действует на звезду-компаньона, вращающуюся вокруг Орла, объекта в созвездии Аквилы.
