У опублікованій у четвер роботі в журналі The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society група астрономів повідомила, що виявила найдавніше за весь час спостережень зіткнення надмасивних чорних дір. Злиття цих колосальних об’єктів сталося через 740 млн років після Великого вибуху. Це стало доказом, що чорні діри від початку грали значну роль в еволюції галактик, і пояснило їхнє стрімке зростання в давнину.
З появою неймовірної чутливості в інфрачервоному діапазоні космічного телескопа ім. Джеймса Вебба астрономам стали відкриватися явища в ранньому Всесвіті, куди попередні прилади не могли зазирнути. Це період, коли Всесвіт ще не перетнув рубіж першого мільярда існування з нинішніх приблизно 13,8 млрд років.
Однією із загадок дитинства Всесвіту стало відкриття безлічі надмасивних чорних дір до першого мільярда її розвитку. Згідно з теоріями, ці об’єкти ніяк не встигали в той час розвинутися до мас, що детектуються, від декількох десятків млн сонячних мас до млрд сонячних мас. На ці процеси повинні йти мільярди років, а не сотні мільйонів, як свідчать дані «Вебба». Нове спостереження саме пояснює, яким чином чорні діри могли швидко набирати масу в давнину, і це злиття, яких у ті часи не мало б бути так багато, щоб вони вплинули на всю подальшу еволюцію галактики і самого Всесвіту. Схоже, земна наука помилялася щодо цього.
«Наші результати показують, що злиття є важливим шляхом, яким чорні діри можуть швидко зростати навіть на зорі космосу, — сказала в заяві керівник дослідження і вчений з Кембриджського університету Ханна Юблер (Hannah Übler). — Разом з іншими відкриттями «Вебба» активних масивних чорних дір у далекому Всесвіті наші результати також показують, що масивні чорні діри формували еволюцію галактик із самого початку».
За фактом дослідники засікли ознаки активності стародавнього квазара – активного центру галактики ZS7, в центрі якого живе і швидко живиться надмасивна чорна діра. Спектральній чутливості «Вебба» вистачило, щоб побачити у випромінюванні об’єкта дві складові. Обидві вони виявилися надмасивними чорними дірами на межі злиття. Про це підказало інтенсивне випромінювання від розігрітого газу в акреційному диску чорних дір, а також аналіз густини іонізованого газу.
Масу одного з об’єктів було визначено з достатньою точністю — вона склала 50 млн сонячних. Маса другої чорної діри оцінюється як приблизно така ж, але точно вчені сказати не змогли – цьому завадило щільне скупчення газу на шляху випромінювання.
«Зоряна маса вивченої нами системи [галактики ZS7] аналогічна масі нашого сусіда, Великої Магелланової хмари, – пояснюють вчені. — Ми можемо спробувати уявити, як могло б вплинути на еволюцію галактик, що зливаються, якби в кожній галактиці була одна надмасивна чорна діра, така ж велика, як у нас у Чумацькому Шляху».
Тим самим астрономи натякають, що наші моделі еволюції галактик явно не враховують безліч аспектів їхньої поведінки на зорі появи і це треба дослідити.
До речі, з червня цього року «Вебб» регулярно надаватиметься для спостережень надмасивних чорних дір, тож нових відкриттів буде небагато, а дуже багато. Втім, більше інформації про зіткнення чорних дір нададуть вченим гравітаційно-хвильові обсерваторії, перші з яких вже працюють. Такі обсерваторії наступного покоління і особливо космічного базування зможуть фіксувати зіткнення чорних дір далеко і рясно. Жаль тільки, що запрацюють ці інструменти не раніше середини наступного десятиліття.
