С помощью космического телескопа Уэбб астрономы нашли в ранней Вселенной сверхмассивные черные дыры в центрах галактик, обладающие слишком большой массой по сравнению с массой своих галактик. На данный момент нет точного объяснения этому феномену. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv, сообщает Live Science.
В современной Вселенной масса сверхмассивных черных дыр в центрах галактик составляет примерно 0,01% от массы их родительских галактик, то есть от массы всех звезд. Однако расчеты астрономов показали, что масса сверхмассивных черных дыр в центрах галактик, обнаруженных телескопом Уэбб, составляет около 10% от массы их галактик. Это значительно больше, что указывает на то, что эти черные дыры примерно в 1000 раз тяжелее, чем ожидалось.
Это открытие вновь подтверждает другие наблюдения, которые показывают, что сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной могли вырасти до больших размеров намного быстрее, чем предполагают существующие модели. Телескоп Уэбб обнаружил черные дыры, которые появились в течение 1 миллиарда лет после Большого взрыва и имеют массу в миллионы раз больше массы Солнца. Однако текущие модели указывают на то, что черным дырам для достижения такой массы необходимо более 1 миллиарда лет.
Черные дыры, ставшие объектом нового исследования, расположены в центрах галактик, которые астрономы обозначили как "маленькие красные точки". Именно такими выглядят галактики на снимках, сделанных телескопом Уэбб. Эти галактики существовали уже через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва, когда Вселенная появилась 13,8 миллиарда лет назад. Это означает, что их черные дыры начали расти гораздо раньше.
Ученые пришли к выводу, что красный цвет этих галактик обусловлен излучением, исходящим из аккреционного диска центральной черной дыры. Этот диск представляет собой облако газа и пыли, которые поглощает черная дыра. Учитывая высокую яркость этих дисков, можно сказать, что черные дыры являются активными ядрами галактик, то есть они активно поглощают материю и выделяют большое количество излучения из их окрестностей. Это излучение настолько мощное, что затмевает свет звезд в галактиках.
"Маленькие красные точки" находятся на таком расстоянии от нас, что свет от них движется к телескопу Уэбб более 12 миллиардов световых лет. Однако астрономы обнаружили, что эти галактики небольшие и имеют относительно низкую массу. Поэтому еще более удивительно, что они содержат очень большие сверхмассивные черные дыры.
Авторы исследования утверждают, что новое открытие свидетельствует о том, что сверхмассивные черные дыры могут активно расти даже в небольших галактиках.
Ученые пока не понимают, каким образом черные дыры стали такими большими, но, возможно, это связано с их способностью быстрее поглощать материю в ранней Вселенной. Также предполагается, что высокая плотность газа в галактиках могла привести к более плотному расположению звезд. Таким образом, когда эти звезды умирали, они превращались в небольшие черные дыры, которые затем сливались и образовывали огромную черную дыру.