Художественное изображение системы сверхмассивных черных дыр. Падающий газ образует яркую корону вблизи черной дыры. В некоторых системах происходит выброс струи газа.NASA/JPL-Caltech
Астрономы зафиксировали сверхмассивную черную дыру, поглощающую материю с беспрецедентной скоростью, в тринадцать раз превышающей теоретически допустимый предел. Этот космический объект, существовавший во времена, когда Вселенной не было и полутора миллиардов лет, одновременно испускает мощное рентгеновское и радиоизлучение.
Данное открытие ставит под сомнение устоявшиеся модели поведения черных дыр в период их активного роста. Предел Эддингтона — это теоретический максимум скорости аккреции, при котором давление излучения от падающего вещества уравновешивает гравитационное притяжение, теоретически сдерживая дальнейший приток материи. Наблюдаемый монстр не просто нарушает этот закон, но и демонстрирует свойства, которые, согласно расчетам, должны быть взаимоисключающими.
В стандартных сценариях столь стремительное поглощение газа и пыли должно разрушать горячую корону — область перегретой плазмы вокруг черной дыры, ответственную за рентгеновское излучение. Кроме того, ослабевает и релятивистская струя (джет) — мощный выброс частиц, наблюдаемый в радиодиапазоне. Однако в данном случае оба компонента остаются необычайно яркими и активными.
Международная группа исследователей из японских университетов Васэда и Тохоку совершила это открытие, анализируя данные, полученные с помощью телескопа Subaru. Тщательное изучение движения газовых облаков вокруг объекта позволило с высокой точностью измерить чудовищную скорость аккреции и зафиксировать это аномальное состояние.
Ученые предполагают, что им удалось поймать черную дыру в крайне редкой и кратковременной переходной фазе её эволюции. Вероятно, мощный и резкий приток вещества из окружающего пространства временно запустил механизм сверхбыстрого роста, а структура испускаемого излучения ещё не успела перестроиться под новые экстремальные условия.
Подобные эпизоды «обжорства» в космических масштабах, по всей видимости, длятся недолго, что объясняет исключительную редкость таких наблюдений. Каждое из них является бесценным «снимком», позволяющим заглянуть в процессы формирования сверхмассивных черных дыр в эпоху юности Вселенной.
Обнаружение этого объекта открывает новые вопросы о физике аккреционных процессов и механизмах формирования джетов в экстремальных условиях. Оно заставляет астрофизиков пересматривать существующие теории, чтобы объяснить, как черные дыры могли достигать гигантских масс так быстро после Большого взрыва.
