Рекордно молодая сверхмассивная дыра удивила физиков скоростью роста

Китайские астрофизики обнаружили квазар, центр которого представляет собой сверхмассивную черную дыру из ранней Вселенной. По словам ученых, она образовалась всего 900 миллионов лет после Большого взрыва. Такой возраст не укладывается в рамки существующих моделей роста подобных объектов. Исследование опубликовано в последнем выпуске журнала Nature.
Находка была обнаружена как квазар, то есть источник мощного излучения в удаленной от Земли области. Согласно современным представлениям, квазары представляют собой сверхмассивные черные дыры, находящиеся в центре галактик. Поглощая окружающее вещество, они собирают аккреционные диски, где материя разогревается до сотен миллионов градусов и испускает излучение во всем электромагнитном спектре.
Ключевой особенностью черной дыры, найденной авторами статьи, является ее необычно большая масса при значительном красном смещении — оно составляет 6,3 единицы. Красное смещение, то есть смещение излучения в красную область в результате расширения Вселенной — это параметр, который непосредственно измеряется спектрометром. Зная скорость света, можно перевести смещение в расстояние от Земли и в возраст объекта относительно возраста Вселенной.
Для данного квазара время образования оказалось очень малым — всего 900 миллионов лет после Большого взрыва. Необычность такого возраста заключается в том, что согласно современным представлениям сверхмассивные черные дыры должны расти достаточно медленно. По одной из гипотез они возникают в ходе слияния обычных черных дыр, которые, в свою очередь, образуются из стареющих звезд достаточно большой массы.
В рамках этих представлений у новой черной дыры просто не было достаточно времени на формирование, так как первые звезды возникли не ранее 400 миллионов лет после Большого взрыва (по последним данным даже позже — около 550 миллионов лет). Возможно, в формировании сверхмассивной дыры был задействован механизм прямого коллапсирования межзвездного газа, но теория этого механизма пока разработана плохо.