Астрономы, возможно, обнаружили самую далёкую и самую раннюю сверхмассивную чёрную дыру, когда-либо наблюдавшуюся, находящуюся в галактике GHZ2. Это открытие, основанное на данных космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), даёт возможность взглянуть на Вселенную такой, какой она была всего через 350 миллионов лет после Большого Взрыва. Результаты, в настоящее время доступные в виде препринта на arXiv, проходят рецензирование.
Проблема Раннего Формирования Чёрных Дыр
Существование столь массивной чёрной дыры так рано в истории Вселенной представляет собой серьёзный вызов для современных космологических моделей. Чёрные дыры обычно растут в течение миллиардов лет, но GHZ2 предполагает, что некоторые могли сформироваться и быстро расшириться гораздо быстрее, чем считалось ранее. Учёные спорят о том, образовались ли эти ранние чёрные дыры как «лёгкие зародыши» — быстро растущие из меньших масс, — или как «тяжёлые зародыши» — начиная с уже значительного размера. Скорость, с которой чёрная дыра GHZ2 достигла своей массы, ставит под сомнение существующие теории галактической эволюции.
Как JWST Раскрыл Аномалию
Ближний инфракрасный спектрограф и прибор среднего инфракрасного диапазона JWST сыграли решающую роль в обнаружении GHZ2. Эти инструменты фиксируют свет, растянутый расширением Вселенной, что позволяет астрономам эффективно наблюдать галактику в её младенчестве. Ключевое доказательство исходит от интенсивных «эмиссионных линий» в спектре GHZ2 — ярких полос света, указывающих на высокоэнергетические процессы.
В частности, обнаружение сильной эмиссионной линии C IV λ1548, представляющей тройно ионизированный углерод, однозначно указывает на наличие активного галактического ядра (AGN), или сверхмассивной чёрной дыры, активно поглощающей материю. Огромная энергия, необходимая для удаления трёх электронов из атомов углерода, не может быть легко объяснена только звёздными процессами.
Смешанные Сигналы и Продолжающиеся Исследования
Хотя доказательства указывают на AGN, GHZ2 не проявляет всех типичных признаков активно поглощающих чёрных дыр. Эта сложность предполагает смешанную систему: галактикой может управлять как звёзды, так и AGN, или звёздообразование в GHZ2 принципиально отличается от того, что наблюдается в местной Вселенной.
Исследователи в настоящее время уточняют свои модели, чтобы учесть это уникальное сочетание. Дальнейшие наблюдения JWST с более высоким разрешением, в сочетании с данными массива Атакама Большой Миллиметровой/Субмиллиметровой Астрономии, будут иметь решающее значение для подтверждения активности AGN и раскрытия истинной природы GHZ2.
Открытие GHZ2 — это не просто обнаружение ещё одной чёрной дыры. Оно заставляет учёных пересмотреть, насколько быстро могут формироваться сверхмассивные чёрные дыры в ранней Вселенной и нуждаются ли существующие модели галактической эволюции в существенной переработке.
