У глибинах раннього Всесвіту астрономи зафіксували об’єкт, який поводиться всупереч усталеним законам астрофізики. Давня надмасивна чорна діра не лише росте з неможливою швидкістю, а й демонструє поєднання властивостей, які раніше вважалися взаємовиключними.
Йдеться про квазар ID830 – надзвичайно яскраву та активну чорну діру, дослідження якої опубліковане в журналі The Astrophysical Journal. Уже близько 12 мільярдів років тому, коли Всесвіт був значно молодшим за сучасний, її маса сягала 440 мільйонів мас Сонця.
ID830 випромінює потужні струмені енергії зі своїх полюсів і водночас порушує одразу два фундаментальні правила, що описують еволюцію чорних дір.
Навіть у чорних дір є межі
Зазвичай чорні діри зростають завдяки акреції – поглинанню газу та пилу, які формують навколо них обертовий диск. Але цей процес має природне обмеження.
Коли речовина падає в чорну діру, виникає потужний радіаційний тиск, що відштовхує частину матерії назовні. Саме так працює так звана межа Еддінгтона – механізм саморегуляції, який стримує надто швидке зростання.
Втім розрахунки показали, що ID830 накопичує масу приблизно у 13 разів швидше за цю межу. Ймовірно, причиною став раптовий приплив величезної кількості газу або руйнування масивного небесного тіла, яке підійшло занадто близько.
“Для надмасивної чорної діри такої маси, як ID830, потрібна була б не звичайна (головна) зірка, а більш масивна зірка-гігант або величезна газова хмара”, – пояснила співавторка дослідження Сакіко Обучі.
За її словами, подібні надеддінгтонівські фази є вкрай нетривалими.
“Очікується, що ця перехідна фаза триватиме приблизно 300 років”, – додала дослідниця.
За космічними мірками це лише мить, і саме тому спостереження такого об’єкта вважається великою рідкістю.
Випромінювання, яке не мало б існувати разом
Ще одна аномалія ID830 полягає в тому, що квазар одночасно випромінює потужні радіохвилі та екстремальне рентгенівське випромінювання. За чинними моделями, надеддінгтонівська акреція повинна пригнічувати подібні сигнали.
Факт їх одночасної присутності змушує науковців переглядати уявлення про фізичні процеси, що відбуваються поблизу надмасивних чорних дір у ранньому Всесвіті.
Астрономи зазначають, що така поведінка може пролити світло на роль чорних дір у формуванні галактик. Під час інтенсивного поглинання матерії вивільнена енергія здатна нагрівати та розсіювати міжзоряний газ, пригнічуючи зореутворення.
У результаті стародавні надмасивні чорні діри, подібні до ID830, могли нарощувати масу коштом власних галактик-господарів і водночас впливати на їхню еволюцію. Це відкриття показує, що правила, за якими розвивався ранній Всесвіт, могли бути значно складнішими, ніж вважалося досі.
