• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
08.11.2023, 10:38
Дарья Губина
9
17,1 тыс

Обнаружена рекордная сверхмассивная черная дыра

❋ 5.7

К тому моменту, когда Вселенной было примерно 500 миллионов лет, необычная черная дыра уже успела накопить огромную массу. Анализ ее эволюции позволил астрономам сделать вывод о том, как в молодой Вселенной образовывались настолько массивные и при этом древние объекты.

На этой иллюстрации совмещены рентгеновские данные обсерватории «Чандра» (фиолетовый) с инфракрасными данными телескопа «Джеймс Уэбб» (красный, зеленый, синий). Рекордная черная дыра находится в галактике UHZ1, которая расположена за скоплением галактик Abell 2744
На этой иллюстрации совмещены рентгеновские данные орбитальной обсерватории «Чандра» (фиолетовый) с инфракрасными данными космического телескопа «Джеймс Уэбб» (красный, зеленый, синий). Рекордная черная дыра находится в галактике UHZ1, которая расположена за скоплением галактик Abell 2744 / © Chandra X-ray Center / Автор: Messiena Lucretius

Скопление Пандоры, или Abell 2744, — гигантский кластер галактик, образовавшийся, как предполагают ученые, из одновременного слияния как минимум четырех скоплений. Хотя этот объект интересен сам по себе, его особенности — не единственная причина, почему астрономы уделяют ему много внимания.

Благодаря своей массе скопление действует как гравитационная линза, увеличивая для нас гораздо более далекие галактики, который мы не смогли бы иначе разглядеть доступными инструментами. С помощью телескопа «Джеймс Уэбб» и этого скопления удалось найти 11 таких галактик, сформировавшихся, когда после Большого взрыва прошло меньше миллиарда лет.

Международная группа астрономов решила проверить, есть ли в центре этих объектов сверхмассивные черные дыры, активно поглощающие материю. Такие ядра галактик называют квазарами. От происходящих там процессов исходит сильнейшее рентгеновское излучение, поэтому ученые воспользовались космической рентгеновской обсерваторией «Чандра».

Местоположение одного яркого источника совпало с галактикой UHZ1, которую гравитационная линза увеличила в четыре раза. Мы видим эту галактику с красным смещением z ≈ 10,3, то есть такой, какой она была, когда с Большого взрыва прошло 500 миллионов лет. Судя по количеству энергии и длинам волн, в ее центре находится квазар, скрытый пылью и газом галактики. Но главное тут — его масса.

Массу таких объектов ученые оценивают по их яркости. Чем массивнее объект, тем больше материи он поглощает, тем ярче светится эта материя, замедляясь перед «падением» в черную дыру. Но если излучение будет слишком мощным, оно «сдует», как ветром, окружающую материю, и источник «питания» пропадет. Переломное значение в этом процессе называют эддингтоновской светимостью, или пределом Эддингтона.

Судя по полученным данным, масса черной дыры в UHZ1 как минимум в 10 миллионов раз больше солнечной. И примерно такая же масса у всей ее галактики. В современной Вселенной подобных объектов нет: обычно масса сверхмассивной черной дыры составляет около 0,1% массы ее галактики. По словам авторов исследования, настолько высокая доля у UHZ1 означает, что мы «поймали» этот объект на раннем этапе эволюции.

Первый ряд — местоположение линзированной галактики на фоне кластера в снимках «Уэбба». Второй ряд — снимки галактики UHZ1 в ближнем инфракрасном диапазоне инструментом NRICam «Уэбба». Третий ряд — совмещенные снимки «Уэбба» и обсерватории «Чандра» / © Nature Astronomy, Akos Bogdan, et al.

Существуют две версии, как настолько массивные объекты могли успеть сформироваться в молодой Вселенной. Согласно первой, «зародышами» этих дыр стали остатки чрезвычайно массивных первых звезд, которые со временем набрали массу, поглощая материю. Согласно второй версии, они формировались сразу большими во время гравитационного коллапса космического газового облака.

Опираясь на оценку массы квазара UHZ1 и предполагая, что черная дыра сформировалась через 200 миллионов лет после Большого взрыва, ученые рассчитали ее эволюцию и сделали следующий вывод. Если бы дыра образовалась из умершей звезды, то на протяжении эволюции ей пришлось бы поглощать материю в два раза быстрее, чем позволяет предел Эддингтона. Если же она сформировалась из облака, то ей достаточно было бы поддерживать скорость на уровне этого предела.

Конечно, это первый такой анализ подобного объекта, поэтому к его выводам нужно отнестись с долей скепсиса. О десяти оставшихся галактиках и их рентгеновских наблюдениях ученые пообещали рассказать в другой публикации. Исследование о UHZ1 вышло в журнале Nature Astronomy.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Дарья Губина
Автор специализируется на популяризации астрономии и астрофизики. Пишет о строении Вселенной, космологических теориях и новых открытиях, раскрывая суть явлений и идей современного научного знания.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
12 августа, 14:39
Илья Гриднев

Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.

13 августа, 15:29
Татьяна Зайцева

Молодая женщина, возвращения которой из мертвых местное общество, по-видимому, сильно опасалось, имела скандинавские корни и поэтому могла считаться чужестранкой, предположили авторы нового исследования. Ученые также смогли установить много других интересных подробностей о жизни и смерти девушки.

12 августа, 19:49
Редакция Naked Science

МС-21-310 — импортозамещенная версия российского пассажирского самолета МС-21. Вскоре он появится на отечественных аэродромах, пообещали в «Ростехе». Также госкорпорация опубликовала видео, на котором можно увидеть процесс строительства этого авиалайнера.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

12 августа, 14:39
Илья Гриднев

Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.

10 августа, 11:42
Илья Гриднев

Британские экологи выяснили, что большинство людей не догадываются о вреде солнцезащитных кремов для Мирового океана. Обзор научной литературы и локальный уличный опрос наглядно продемонстрировали разрыв между реальными экологическими угрозами и повседневными привычками покупателей.

31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

19 июля, 20:09
Александр Березин

Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?

[miniorange_social_login]

Комментарии

9 Комментариев
А, согласно теории Горькавого-Тюльбашева существует и третья версия. Она состоит в том, что такие чёрные дыры зародились во время сжатия вселенной, либо уже существовали в предыдущем цикле жизни вселенной. Кстати, тут есть шикарная статья об этой теории.
Большой взрыв... Зациклились все на нем. А что было до большого взрыва? А был ли он?
    Если Большой взрыв был, то до него ничего не было. Равно, как и не имеет смысл вопрос: "А где произошёл Большой взрыв?"
    +
      Еще 2 ответа
      То есть из ничего возникло всё? С тем же успехом можно верить в Бога и говорить что вопросы "а кто создал бога" не имеют смысла. Бог даже лучше там постулируется что пути Господни неисповедимы но они хотя бы существуют.
        В значительной степени философский вопрос задаёте. "То есть из ничего возникло всё?". Именно так. Ну, если под термином "ничего" подразумевается та самая гипотетическая бесконечно плотная и бесконечно горячая точка сингулярности, которая взорвалась, породив пространство-время, первые фундаментальные частицы и физические законы. И, кстати, вопрос: "А кто создал Бога?" не имеет смысла, на мой взгляд. Бог - творец ВСЕГО. Кто сотворил Бога, в таком случае? Где тут смысл? Что касается теории Большого взрыва (БВ), то тут странно задавать вопрос: "А где он произошёл?". Пространство-время появилось сразу после БВ, а не до него. Т.е. можно ткнуть пальцем в любом направлении и справедливо утверждать при этом, что БВ произошёл там! Хотя, мне лично, симпатична теория Большого отскока. Она предлагает альтернативу непонятной и загадочной сингулярности Большого взрыва. Журнал писал об этом когда-то.
Sam Dowson
08.11.2023
Тут где-то разногласия: "когда Вселенной было примерно 500 миллионов лет" "С помощью ... этого скопления удалось найти 11 галактик, сформировавшихся, когда после Большого взрыва прошло меньше миллиарда лет." Объект, образовавшийся через 500 млн лет после появления вселенной не может быть гравитационной линзой для объектов, образовавшиъхся более 500 млн лет, ибо все они находятся перед линзой, а не за ней с точки зрения наблюдателя.
    Линзой выступает скопление галактик. Оно, грубо говоря, на полпути. Расстояние до него тут вообще не упоминается. А вот увеличенные им объекты — древние галактики
    John Smith
    08.11.2023
    Почему не может? то есть если машина стартует из точки А одновременно с пешеходом остановившимся на дороге в точке В она его не может сбить? Пешеход обречен.
    +
      Еще 1 ответ
      Sam Dowson
      08.11.2023
      Ну, с чем ещё сравним? Сверхскопления и галактики (не входящие в данное сверхскопление) наперегонки не катаются, а перемещаются (разлетаются в разные стороны) примерно с одинаковой скоростью. Если сверхскопление родилось в точке А, а например левая галактика появилась в точке В (через 500 млн лет позже сверхскопления А), то свет, испущенный сверхскоплением в точке А залинзируется на галактике В, но никак не наоборот. Это типа как пешеход не может сбить машину как бы ни старался.