Команда астрономов под руководством Хевон Су из Международной обсерватории Джемини при NSF NOIRLab достигла значимого прорыва в исследовании сверхмассивных чёрных дыр. Воспользовавшись возможностями космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), учёные выявили сверхмассивную чёрную дыру с небольшой массой, поглощающую материю с невероятной скоростью всего через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва. Этот объект, получивший название LID-568, может пролить свет на процессы быстрого роста чёрных дыр в ранней Вселенной.
LID-568 была обнаружена среди галактик, изученных в рамках обзора Chandra COSMOS. Эти галактики выделяются ярким рентгеновским излучением, хотя в оптическом и ближнем инфракрасном диапозонах они остаются незаметными. Благодаря уникальной инфракрасной чувствительности JWST удалось выявить слабые излучения, сопровождающие LID-568.
Источник: NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva / M. Zamani
«Благодаря своей слабой природе обнаружение LID-568 было бы невозможным без JWST. Использование интегрального полевого спектрографа оказалось инновационным и необходимым для наших наблюдений», — объясняет Эмануэле Фарина, астроном из Международной обсерватории Джемини при NSF NOIRLab и соавтор работы.
Технология NIRSpec от телескопа JWST позволила команде создать полное представление об объекте и его окрестностях, что привело к неожиданному открытию мощных потоков газа, исходящих от центральной чёрной дыры. Их скорость и размеры навели учёных на мысль о том, что значительная часть массы LID-568 могла нарастать в результате одного быстрого эпизода аккреции.
«Этот результат добавил новую грань в наше понимание таких систем и открыл захватывающие перспективы для дальнейших исследований», — отметила Хевон Су.
Исследования показали, что LID-568, вероятно, поглощает материю со скоростью, в 40 раз превышающей предел Эддингтона. Этот предел определяет максимальную светимость, достижимую чёрной дырой, а также скорость аккреции материи, которая позволяет поддерживать равновесие между гравитацией и давлением, создаваемым нагретой падающей материей.
Эти наблюдения предоставляют новое понимание формирования сверхмассивных чёрных дыр из меньших «семян». До этого времени такие теории не находили наблюдательного подтверждения.
«Открытие сверхэксцессивно питающейся чёрной дыры указывает на то, что основной прирост массы может происходить в течение одной быстрой аккреции, независимо от того, возникла ли она из «лёгкого» или «тяжёлого» семени», — добавила Су.
Открытие LID-568 также демонстрирует возможность того, что чёрная дыра может нарушить свой предел Эддингтона, предоставляя астрономам шанс исследовать данный процесс. Возможно, что наблюдаемые мощные потоки в LID-568 выступают в качестве механизма выпуска избыточной энергии, генерируемой экстремальной аккрецией, тем самым предотвращая чрезмерную нестабильность системы. Команда намерена продолжить исследования с использованием телескопа JWST, чтобы глубже понять действующие механизмы.
Источник: iXBT
