Астрономы обнаружили черную дыру, которая нарушает законы Вселенной

Глубоко за пределами привычного нам космоса астрономы наткнулись на черную дыру, которая словно решила переписать свод правил Вселенной. Этот объект, RACS J0320-35, удален от нас так далеко, что свет от него путешествовал через пространство целых 12,8 миллиарда лет. Иными словами, мы наблюдаем ее всего через 920 миллионов лет после Большого взрыва — момент, когда Вселенная еще была очень юной. Даже в те «первые часы жизни» космоса масса этой дыры уже достигала приблизительно миллиарда солнечных масс, а ее рентгеновское сияние затмевало все, что когда-либо фиксировали ученые за первый миллиард лет существования Вселенной. Результаты опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters.

Цифры здесь — только верхушка айсберга. RACS J0320-35 поглощает материю с такой скоростью, что полностью игнорирует физические пределы Эддингтона — теоретический барьер, который ограничивает, сколько вещества может засосать черная дыра, прежде чем ее собственное излучение начнет отталкивать все лишнее. По наблюдениям, эта космическая колоссальная дыра растет примерно в 2,4 раза быстрее «установленного лимита», сжигая ежегодно количество вещества, эквивалентное 300–3000 солнечным массам. Лука Игина, ведущий автор исследования, признается:

«Было по-настоящему шокирующе смотреть, как эта черная дыра растет не по дням, а по часам».

Первые намеки на необычное поведение RACS J0320-35 пришли из радионаблюдений австралийского телескопа Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP). Дальнейшие проверки с помощью телескопов в Чили — Dark Energy Camera и Gemini South — подтвердили ее статус квазара: галактики, подпитываемой сверхмассивной черной дырой, которая буквально пожирает газ и светится ярче своих соседей, затмевая целые галактики. Однако именно рентгеновская «Чандра» в 2023 году подтвердило, что падение вещества в эту дыру создает экстремально мощное излучение, и ничто не мешает ей делать это с невероятной скоростью.

До сих пор астрономы полагали, что сверхмассивные черные дыры могли вырасти до миллиардов солнечных масс лишь при условии, что они изначально были огромными — порядка 10 000 солнечных масс, возникшими в результате прямого коллапса гигантских первичных газовых облаков. Но RACS J0320-35 может изменить эту теорию. Если она действительно росла с такой скоростью в течение длительного времени, ее начальная масса могла быть всего лишь около 100 солнечных масс — то есть она могла начинать как обычная «звездная» черная дыра, а затем превратиться в космического монстра. Альберто Моретти из INAF-Osservatorio Astronomico di Brera поясняет:

«Зная нынешнюю массу и скорость роста, мы можем заглянуть в ее детство и проверить разные гипотезы о рождении черных дыр».

И это еще не все. RACS J0320-35 демонстрирует мощные струи частиц, мчащиеся почти со скоростью света — редкость для квазаров. Ученые предполагают, что именно эти струи могут быть ключом к ее феноменальному аппетиту.

Астрономы называют это рекордом, так как новое открытие заставляет пересмотреть устоявшиеся теории о том, как формируются и развиваются черные дыры, и бросает новый свет на эволюцию ранней Вселенной. Быстрый рост таких дыр означает, что ученым, возможно, не придется прибегать к экзотическим сценариям, чтобы объяснить появление миллиардных черных дыр сразу после Большого взрыва.