Космічний телескоп імені Джеймса Вебба (JWST) НАСА виявив надмасивну чорну діру, що ховається у далекій галактиці на прізвисько Вергілій. Ця галактика демонструє вражаючу подвійність: у видимому світлі вона виглядає як звичайна система зореутворення, але при спостереженні в інфрачервоному діапазоні вона перетворюється на потужне джерело енергії. Відкриття, опубліковане в The Astrophysical Journal 17 листопада, свідчить про те, що багато найбільш екстремальних об’єктів у Всесвіті можуть залишатися прихованими, якщо їх не спостерігати в інфрачервоні телескопи.
Галактика доктора Джекіла та містера Хайда
Вергілій існує приблизно через 800 мільйонів років після Великого вибуху, що дозволяє JWST зазирнути в ранній Всесвіт. В оптичних спостереженнях галактика виглядає як молода система, що тихо розвивається. Однак інструмент MIRI (Mid-Infrared Instrument) телескопа JWST виявляє сильно затемнену надмасивну чорну діру в її ядрі, яка випромінює величезну кількість енергії. Астроном Джордж Ріке з Університету Арізони описав це явище як «подвійну особистість» Вергілія.
«Ультрафіолетове та видиме світло показують свою «хорошу» сторону… Але коли додаються дані MIRI, «Вергілій» перетворюється на джерело сильно затемненої надмасивної чорної діри».
Маленькі червоні крапки та ранній ріст чорних дір
Вергілій належить до таємничого класу червоних об’єктів, відомих як «маленькі червоні точки» (LRD), які з’явилися під час спостережень JWST раннього Всесвіту. LRD були найбільш поширеними приблизно через 600 мільйонів років після Великого вибуху, а потім різко зменшилися через 1,5 мільярда років, тобто вони являють собою вирішальну фазу в еволюції галактик. Їхня поширеність припускає зв’язок з активним поглинанням надмасивних чорних дір, прихованих за густими хмарами пилу.
Чорна діра в центрі Вергілія класифікується як «надмасивна», тобто вона набагато більша, ніж очікувалося для галактики такого розміру. Це відкриття кидає виклик звичайним теоріям про те, як ростуть чорні діри.
Зворотний порядок: спочатку чорні діри?
Десятиліттями астрономи вважали, що спочатку утворюються галактики, а надмасивні чорні діри поступово ростуть у міру накопичення матерії в їхніх центрах. Однак спостереження JWST, такі як це, свідчать про протилежне: чорні діри можуть утворюватися раніше галактик, які їх містять.
Це відкриття означає, що чорні діри можуть бути рушійною силою формування галактик, а не навпаки. За словами Ріке, «JWST показав, що наше розуміння того, як утворилися надмасивні чорні діри, було майже повністю неправильним». Цей зсув у розумінні змінить те, як вчені моделюють ранній Всесвіт.
Наслідки глибокі: якщо чорні діри ростуть раніше галактик, то фундаментальну структуру космічної еволюції потрібно переосмислити. Поточні спостереження JWST будуть критично важливі для вирішення цих таємниць і вдосконалення нашого розуміння років становлення Всесвіту.
