Сверхмассивную чёрную дыру удалось обнаружить астрономам, работающим с Магеллановыми телескопами Обсерватории Лас-Кампанас в Чили. Согласно расчётам, эта чёрная дыра одна из самых больших — около 800 миллионов солнечных масс, а появилась она всего лишь через 690 миллионов лет после Большого взрыва, что также делает её возможно самый древней черной дырой.
Чёрная дыра находится в центре самого удалённого от нас (из известных в настоящее время) квазара ULAS J1120+0641. Её обнаружил астроном из Института Карнеги (Carnegie Institution for Science) Эдуардо Баньядос (Eduardo Bañados) и его научная группа.
Для изучения чрезвычайно удалённых объектов учёные используют метод инфракрасной спектроскопии. На Магеллановых телескопах установлено специальное оборудование для этого — FIRE (Folded port InfraRed Echellette). Удалось определить параметр красного смещения квазара ULAS J1120+0641 — 7,5. Это значит, что свет, который мы увидели с помощью телескопа, был испущен через 690 миллионов лет после Большого взрыва.
Это единственный объект той эпохи, который мы можем наблюдать. Она (чёрная дыра) обладает чрезвычайно высокой массой, а ведь Вселенная тогда была настолько молода, что этой вещи не могло быть. Вселенная просто была недостаточно зрелой, чтобы создать такую большую чёрную дыру. Это весьма озадачивает.
— говорит профессор Роберт Симко (Robert Simcoe), соавтор публикации.
Интересна не только сама феноменальная чёрная дыра, но и среда, в которой она образовалась. Учёные полагают, что данная чёрная дыра возникла в то время, когда во Вселенной протекали фундаментальные изменения — в непрозрачной среде с преобладанием нейтрального водорода зажигались первые звёзды.
Когда звёзд стало много, их излучение вывело водород из нейтрального состояния, при котором электроны связаны с ядром. Переход водорода в ионизированную форму был важным шагом в эволюции Вселенной.
Исследователи полагают, что обнаруженная чёрная дыра существовала в среде, которая была примерно наполовину нейтральной, наполовину ионизированной. Это время, когда формировались галактики.
Это наблюдение способствует нашему пониманию Вселенной в целом, поскольку мы определили момент времени, когда Вселенная находилась в середине очень быстрого перехода от нейтральной к ионизированной. Теперь у нас есть самые точные на сегодняшний день данные о том, когда зажглись первые звёзды.
— отмечает профессор Симко.
Наблюдение поставило перед учёными вопрос, ответ на который только предстоит найти. Считается, что чёрные дыры растут за счёт аккреции (поглощения массы из окружающей среды). Но для набора такой массы чёрной дыре понадобилось бы гораздо больше времени, чем 690 миллионов лет. Каким же образом так рано образовалась настолько значительная чёрная дыра?
Автор — Сергей Сыров