Что стало известно из новых наблюдений
Недавние данные, полученные с помощью космического телескопа NASA «Джеймс Уэбб» и других обсерваторий, показали нечто удивительное. Астрономы смогли увидеть процесс, который очень напоминает рождение сверхмассивной чёрной дыры прямо между двумя сталкивающимися галактиками.
Учёные давно спорят, как именно формируются такие гигантские объекты. Существуют разные гипотезы: от коллапса огромных звёзд до слияния меньших чёрных дыр. Однако свежие наблюдения указывают на то, что чёрные дыры могут рождаться и другим способом — из гигантских облаков газа. Этот газ сжимается и уплотняется при столкновении галактик, а затем обрушивается внутрь самого себя, образуя чудовищный объект.
Будущие исследования с помощью телескопа «Уэбб» могут впервые дать окончательный ответ на вопрос, откуда же берутся эти космические колоссы.
Загадка сверхмассивных чёрных дыр
Сегодня мы знаем, что почти в каждой крупной галактике скрывается сверхмассивная чёрная дыра. Даже в центре нашей галактики Млечный Путь есть такой объект. Но происхождение этих чудовищ до сих пор вызывает много вопросов.
Учёные размышляют: появились ли они после гибели гигантских звёзд в молодой Вселенной? Или, возможно, они формировались постепенно — путём слияния меньших чёрных дыр? А может быть, они возникали из колоссальных облаков газа, которые не успели превратиться в звёзды, а сразу рухнули в глубины космоса?
Последняя гипотеза в последнее время становится всё более убедительной.
Галактика Бесконечность и рождение монстра
Пара галактик, которые слились в единую систему, получила название «Галактика Бесконечность». Такое имя она получила благодаря своей форме, напоминающей символ бесконечности. До неё 8,3 миллиарда световых лет, а значит, мы видим события, которые происходили именно тогда, миллиарды лет назад.
Между этими галактиками астрономы заметили необычный объект. Он, по их мнению, является сверхмассивной чёрной дырой на самой ранней стадии развития. Уже сейчас этот объект поглощает огромное количество материи. Сверхмассивные чёрные дыры известны своей ненасытной «прожорливостью», поэтому всё указывает именно на них. Наблюдения за этой системой могут стать первым реальным доказательством рождения подобного монстра.
В чём уникальность открытия
Каждая из столкнувшихся галактик уже имела собственное ядро со сверхмассивной чёрной дырой. Но объект, обнаруженный между ними, никак не связан с этими ядрами. Его происхождение иное.
Этот факт сразу же привлёк внимание астрономов Питера ван Доккума из Йельского университета и Габриэля Браммера из Копенгагенского университета. Они нашли зарождающуюся чёрную дыру, анализируя снимки из проекта COSMOS-Web, сделанные телескопом «Джеймс Уэбб». Учёные поняли, что перед ними не обычная звезда, а нечто гораздо более редкое.
Чтобы убедиться в этом, исследователи проверили данные других обсерваторий. В дело были привлечены наблюдения с телескопа W.M. Keck, рентгеновской обсерватории «Чандра» и радиоинтерферометра Very Large Array. Всё указывало на то, что объект скрывается в облаках газа между двумя галактиками. Вероятнее всего, именно этот газ, сжатый и потрясённый столкновением, рухнул внутрь себя и породил новую чёрную дыру.
Раньше никто никогда не наблюдал подобного процесса вживую.
Что говорят исследования
Учёные отмечают: «Газ охватывает всю систему и был, скорее всего, сжат и потрясён в месте столкновения. Мы предполагаем, что сверхмассивная чёрная дыра сформировалась в этом газе сразу после слияния галактик, когда он был особенно плотным и турбулентным».
Теории о происхождении сверхмассивных чёрных дыр
Существует две основные гипотезы.
Первая — теория «лёгких семян». Она утверждает, что сверхмассивные чёрные дыры вырастают из чёрных дыр, образовавшихся после взрывов сверхновых. Огромные звёзды умирали, коллапсировали, а затем их остатки сливались между собой, создавая всё более крупные объекты. Но у этой гипотезы есть проблема: она не может объяснить существование сверхмассивных чёрных дыр, которые телескоп «Уэбб» уже нашёл в самой молодой Вселенной. Просто времени для такого процесса было бы слишком мало.
Вторая гипотеза — теория «тяжёлых семян». Согласно ей, гигантские облака газа иногда не формируют звёзды, а коллапсируют прямо в сверхмассивные чёрные дыры. Наблюдения всё больше склоняют учёных к этому объяснению.
Через несколько сотен миллионов лет после рождения Вселенной такие облака газа сжимались в центрах будущих галактик. Внутри них появлялись «семена» сверхмассивных чёрных дыр. Их мощные выбросы и магнитные штормы заставляли окружающий газ коллапсировать, рождая множество новых звёзд. Именно этим можно объяснить скопления звёзд вокруг галактических ядер.
Почему это важно
Если гипотеза ван Доккума и Браммера подтвердится, то Галактика Бесконечность станет наглядным примером того, что рождение сверхмассивных чёрных дыр путём прямого коллапса действительно возможно. До сих пор это существовало лишь в компьютерных моделях и косвенных данных.
Учёные надеются, что новые наблюдения с помощью «Уэбба» и других обсерваторий дадут первые «фотографии младенчества» таких чёрных дыр. Это позволит не только заглянуть в далёкое прошлое Вселенной, но и лучше понять, как формировались её самые загадочные и могущественные объекты.
