«Чандра» выявила сверхмассивную чёрную дыру, поглощающую вещество быстрее теоретического предела

Астрономы, опираясь на рентгеновские данные обсерватории «Чандра», выявили сверхмассивную чёрную дыру, поглощающую материю с интенсивностью, превосходящей теоретический максимум. Объект, получивший обозначение RACS J0320-35, расположен на расстоянии 12,8 млрд световых лет, что соответствует эпохе, когда возраст Вселенной составлял около 920 млн лет. Масса этого «монстра» приближается к миллиарду солнечных масс. Он выступает источником квазара — экстраординарно яркого феномена, чьё излучение превосходит суммарный свет целых галактик благодаря огромным объёмам вещества, устремляющимся в его недра.

Спектральный анализ рентгеновских наблюдений показал, что темп аккреции чёрной дыры значительно превышает предел Эддингтона, то есть ту максимальную скорость поглощения, при которой давление излучения, возникающего при падении материи, уравновешивает саму гравитацию чёрной дыры. Превышение этой границы представляет собой редкий и необычный феномен.

Исходя из моделей, чёрные дыры, растущие со скоростью не выше предела Эддингтона, должны были зародиться с массой порядка 10 000 солнечных, чтобы за миллиард лет после Большого взрыва достичь миллиардных масштабов, как это наблюдается у RACS J0320-35. Однако если этот объект действительно аккрецирует материю в 2,4 раза быстрее, чем позволяет предел Эддингтона, и делает это длительное время, то его прародитель мог быть гораздо легче — менее 100 солнечных масс, что соответствует коллапсу массивной звезды.

Для оценки скорости роста (от 300 до 3000 солнечных масс в год) авторы исследования соотнесли теоретические модели с рентгеновским спектром, зарегистрированным «Чандрой». Этот спектр отображает распределение интенсивности излучения по диапазонам энергий. Результаты прекрасно укладываются в сценарий ускоренного аккреционного роста выше предела Эддингтона, что дополнительно подтверждается данными в оптическом и инфракрасном диапазонах.

«Как Вселенная породила первые чёрные дыры? По-прежнему один из ключевых вопросов астрофизики, и это открытие приближает нас к ответу», — отмечает соавтор исследования Томас Коннор из Центра астрофизики.

Ещё одна интригующая тайна, которую помогает прояснить этот объект, — это редкие релятивистские джеты частиц, устремляющихся от некоторых чёрных дыр почти со скоростью света, как у RACS J0320-35. Их появление может свидетельствовать о тесной связи между экстремальной скоростью аккреции и формированием этих струй.

Источник: iXBT