Учени откриха черна дупка, която нарушава законите на астрофизиката
Както всеки най-нов научен инструмент, космическият телескоп „Джеймс Уеб“ разширява границите на нашите познания. Сега той „погледна“ дълбоко във Вселената – в периода на нейното детство и младост. За огромна радост на астрономите, те видяха там не точно това, за което теоретиците твърдяха десетилетия наред – ранната Вселена се оказа пълна с изненади, от изключително развити галактики до свръхмасивни черни дупки. Новото откритие се вписва в същата картина.
Теоретиците винаги ще се измъкнат, както се шегуват практикуващите астрономи-наблюдатели. Но без факти няма потвърждение на хипотезите. Още повече в случая с такива явления, за които все още няма обяснение. По-конкретно, „Джеймс Уеб“ откри в ранната Вселена обекти като малки червени точки (LRD). Те се срещат за първи път само на неговите снимки. Според първите заключения това са обвити в газови облаци свръхмасивни черни дупки в центровете на ранните галактики. Прякото им наблюдение се смяташе за невъзможно, а оценките бяха косвени. Междувременно свръхмасивни черни дупки от такива ранни етапи от еволюцията на Вселената биха могли да хвърлят светлина върху загадката за появата им в света и да отговорят на въпроса какво е било първото във Вселената – галактиките или те?
Две нови изследвания са посветени на обекта Abell 2744-QSO1 – една от „малките червени точки“, открити от „Джеймс Уеб“ в ранната Вселена. Това е компактен инфрачервен източник с червено отместване z = 7,04, което означава, че го виждаме приблизително такъв, какъвто е бил 700 милиона години след Големия взрив. Обектът е открит в полето на галактическия куп Abell 2744, който действа като гравитационна леща: той усилва светлината на далечния източник и дава няколко изображения на един и същ обект. Купът допълнително увеличава обекта приблизително три пъти, което позволява да се разгледа по-добре.
Приблизителният размер на QSO1 е около 1300 светлинни години, което е изключително малко за система, в центъра на която се намира свръхмасивна черна дупка. Масата ѝ съставлява 2/3 от масата на галактиката, обграждаща дупката. Очевидно тя не е могла да достигне такова състояние, хранейки се с околния газ и звездите. Както си представяхме по-рано, първо след взрива на свръхнова се ражда черна дупка със звездна маса. След това тя расте на сметка на околния материал и се превръща в свръхмасивна черна дупка едва след поредица от сливания на галактики, в процеса на които централните черни дупки също се сливат в по-масивен обект.
Между другото, черната дупка в центъра на QSO1 за първи път беше „претеглена“ директно, а не чрез спектралните линии, което е удивително за толкова отдалечен обект. Благодарение на спектрометрите на „Джеймс Уеб“ учените проучиха динамиката на газа в околностите ѝ, което позволи да се определи разпределението на масата на газа и да се оцени повече или по-малко точно масата на самата свръхмасивна черна дупка, която се оказа малко по-висока от изчислената – 50 милиона слънчеви маси срещу очакваните 40 милиона. Освен това, в спектъра на газовете около обекта са открити предимно първични елементи като водород и хелий. Липсата на метали също сочи несъответствие с хипотезата за обичайната за нас еволюция на черните дупки – там не е имало взривове на свръхнови, от които би могла да еволюира свръхмасивна черна дупка.
Всичко това води изследователите до заключението, че черните дупки са могли да се появяват и развиват още преди зараждането на галактиките – съвсем не така, както си го е представяла науката. Това е важно откритие, което може да пренапише законите на астрофизиката, отнасящи се до еволюцията на черните дупки и свързаните с тях процеси в заобикалящия ни свят.