Найдена древнейшая сверхмассивная чёрная дыра

Астрономы открыли далекий квазар, который уже менее чем 700 млн спустя после рождения Вселенной набрал массу почти в миллиард масс Солнца.

Международная группа астрономов обнаружила самую далекую из известных сверхмассивных черных дыр. Находясь на расстоянии более 13 млрд световых лет, она существовала уже тогда, когда с самого Большого взрыва прошло меньше 690 млн лет. Трудно объяснить, как эта черная дыра могла успеть вырасти и набрать массу почти в миллиард солнечных. О ней ученые пишут в статье, опубликованной журналом Astrophysical Journal Letters.

Фабиан Вальтер (Fabian Walter) и Брэм Венеманс (Bram Venemans) из Института астрономии Общества Макса Планка, а также их коллеги по всему миру ведут длительный проект по поиску и наблюдению древнейших квазаров Вселенной – ярчайших источников излучения в активных ядрах галактик. Считается, что находящиеся здесь сверхмассивные черные дыры активно поглощают вещество, образуя раскаленный аккреционный диск, светящийся исключительно мощно. Такую находку сделали и на этот раз в данных космического ИК-телескопа WISE, а затем проведя наблюдения на 6,5-метровом телескопе Magellan, расположенном в Чили.

По оценке ученых, яркость квазара в 40 триллионов раз превосходит сияние нашего Солнца, а масса – в 800 млн раз больше солнечной. Такие объекты интересны ученым сразу со многих сторон. В частности, они являются «естественным рентгеном», излучение которого «просвечивает» Вселенную на колоссальных расстояниях. По характерным изменениям в излучении можно узнать о тех взаимодействиях, которые фотоны испытали за долгое время своего путешествия.

Столь древние квазары особенно важны, ведь они могут дать информацию о ранних этапах существования Вселенной – об эпохе реионизации, которая проходила между 550 млн и 800 млн лет после Большого взрыва. Именно в этот краткий, но знаменательный период началась эра привычного нам вещества и излучения, появились первые поколения звезд, галактики и квазары.

К этой эпохе относится и квазар J1342+0928, обнаруженный учеными: находясь на красном смещении z=7,5, он образовался около 690 млн лет спустя после Большого взрыва. Судя по его излучению, водород в окрестностях квазара существует еще в нейтральной форме и собственно реионизации – повторного отрыва электронов от ядер водорода – к тому моменту еще не произошло.

Другая сторона интереса ученых к таким объектам связана с возникновением и эволюцией сверхмассивных черных дыр. В самом деле, если с самого начала их образования прошло лишь несколько сотен миллионов лет, как этот квазар успел набрать свою колоссальную массу?

По словам авторов работы, объяснение этих наблюдений станет серьезным испытанием для существующих теорий формирования галактик и их активных ядер. Тем более что дополнительные наблюдения за самой галактикой показали, что она также уже вполне «созрела», полна и звездами, и пылью, содержащей тяжелые элементы. Все это также нуждается в объяснении.