«Джеймс Уэбб» рассмотрел рекордно далекую пару сближающихся сверхмассивных черных дыр

Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил самую далекую на текущий момент пару сливающихся активных сверхмассивных черных дыр в галактике ZS7. Система существовала, когда возраст Вселенной составлял 740 миллионов лет. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Одним из основных результатов работы «Джеймса Уэбба» стало обнаружение необычно большого числа активных ядер галактик, содержащих массивные черные дыры и существовавших в первый миллиард лет жизни Вселенной (красное смещение более 5,5). При этом причины быстрого роста и распространенности черных дыр в ранней Вселенной остаются неясными. В качестве их зародышей могут выступать тяжелые черные дыры, возникающие в результате прямого коллапса облаков газа или более легкие черные дыры звездных масс, рождающиеся при смерти массивных звезд, которые затем могут набирать массу за счет очень высокого темпа аккреции. Набор массы может также произойти в ходе быстрых слияний звезд и черных дыр звездных масс в плотных скоплениях.

Группа астрономов во главе с Ханной Юблер (Hannah Übler) из Кембриджского университета сообщила об обнаружении рекордно далекой двойной черной дыры в системе галактик ZS7. Ученые анализировали данные спектроскопических наблюдений за ней, полученные при помощи инструмента NIRSpec-IFU «Джеймса Уэбба».

ZS7 интерпретируется как результат слияния двух галактик, красное смещение системы составляет z = 7,15. В системе наблюдается область излучения широких спектральных линий водорода (broad-line region, BLR), которая смещена на 620 парсек от центра оптического излучения. Подобное смещение не связано со вспышками сверхновых или звездообразованием, а интерпретируется как пара сближающихся черных дыр, одна из них связана с активным ядром первого типа, обладает массой 10^7,7 масс Солнца и темпом аккреции вещества на уровне 14 процентов от критического (Эддингтоновского).

Второе активное ядро относится ко второму типу, демонстрируя излучение в узких линиях кислорода, область излучения широких спектральных линий в нем скрыта, поэтому точную оценку ее массы получить не удалось — она может составлять около 10^5,8 масс Солнца, в предположении, что нижний предел звездной массы системы составляет 1,7×10⁹ масс Солнца. Предполагается, что пара черных дыр находится на этапе уменьшения угловых моментов за счет взаимодействия со звездами и газом и может слиться воедино через 100–200 миллионов лет.

Ранее мы рассказывали про обнаружение другого рекордсмена из мира черных дыр — самую тяжелую двойную сверхмассивную черную дыру, масса которой составляет 28 миллиардов масс Солнца.