Обнаруженный астрономами уникальный квазар ставит под сомнение имеющиеся теории о росте черных дыр. Наблюдения, проведенные телескопом Субару, продемонстрировали удивительное сочетание характеристик, которые, по мнению ученых, не могли бы существовать одновременно.
Сверхмассивные черные дыры, масса которых варьируется от миллионов до миллиардов солнечных масс, находятся в центрах большинства галактик. Они увеличиваются в размерах, поглощая окружающий газ, который закручивается вокруг них, образуя аккреционный диск. Самые яркие центры галактик, где активно питаются черные дыры, называются квазарами. Тем не менее, долгое время ученые не могли дать ответ на важный вопрос: как некоторые сверхмассивные черные дыры смогли так быстро достичь таких огромных размеров?
Согласно общепринятой теории, излучение поглощаемого вещества отталкивает газ и устанавливает верхний предел стабильного роста — так называемый предел Эддингтона. Однако в особых обстоятельствах черные дыры могут временно превышать этот предел, что позволяет им быстро накапливать массу.
С помощью инфракрасного спектрографа телескопа Субару международная группа ученых под руководством специалистов из Университета Васэда и Университета Тохоку проанализировала движение газа вблизи квазара и оценили массу черной дыры. Объект существовал около 12 миллиардов лет назад, и его скорость аккреции, определенная по рентгеновским наблюдениям, достигает примерно 13 эддингтоновских пределов.
Однако по-настоящему удивительным стало другое. Расчеты показывают, что во время сверхэддингтоновских фаз должна меняться внутренняя структура потока, что должно снижать интенсивность рентгеновского излучения, а струи вещества, выбрасываемые черной дырой, должны быть менее заметными. Тем не менее, этот квазар ярко светится как в рентгеновском, так и в радиодиапазоне, демонстрируя одновременно и экстремальный рост, и активную корону, и мощный джет.
Исследователи предполагают, что данный объект находится в короткоживущей переходной стадии — например, после внезапного увеличения притока газа. Резкий рост аккреции мог перевести систему в состояние сверхэддингтоновского роста, при этом яркая рентгеновская корона и мощный джет оставались активными одновременно в течение ограниченного времени.
Сильное радиоизлучение квазара свидетельствует о наличии джета, обладающего достаточной энергией, чтобы воздействовать на окружающую среду. Такие джеты способны выбрасывать энергию в родительскую галактику, потенциально регулируя процессы звездообразования.
«Это открытие помогает нам понять, как в ранней Вселенной так быстро образовались сверхмассивные черные дыры, — говорит ведущий автор Сакико Обути. — Мы хотим выяснить, что именно способствует необычно сильному рентгеновскому и радиоизлучению, и не скрываются ли в наблюдениях телескопов другие подобные объекты».
Фото: hi-tech.mail.ru