|
Черная дыра поглощает материю с невиданной скоростью
|
|
|
|
Недавно обнаруженную черную дыру назвали "самой голодной" из когда-либо обнаруженных черных дыр. Ученые из Международной обсерватории Джемини и NSF NOIRLab утверждают, что пустота, называемая LID-568, поглощает материю со скоростью, в 40 раз превышающей теоретический предел.
|
|
|
|
"Эта черная дыра устраивает настоящий праздник", - говорит соавтор исследования доктор Джулия Шарвехтер.
|
|
|
|
Используя космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), исследователи смогли наблюдать LID-568, поскольку прошло всего 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва.
|
|
|
|
Даже на этом раннем этапе формирования Вселенной ученые заметили, что черная дыра испускает гораздо больше рентгеновского излучения, чем это возможно при ее размерах.
|
|
|
|
Ее огромный потенциал может помочь объяснить, как некоторые крошечные черные дыры так быстро становятся сверхмассивными.
|
|
|
|
Доктор Шарвехтер говорит: "Этот экстремальный случай показывает, что механизм быстрого питания, превышающий предел Эддингтона, является одним из возможных объяснений того, почему мы видим эти очень тяжелые черные дыры так рано во Вселенной".
|
|
|
|
|
|
|
В настоящее время исследователи планируют продолжить наблюдения с помощью JWST для дальнейшего изучения возможных механизмов.
|
|
|
|
Ученые считают, что каждая черная дыра имеет максимальную скорость, с которой она должна быть способна поглощать новое вещество.
|
|
|
|
Это называется "предел Эддингтона", названный в честь английского астрофизика сэра Артура Эддингтона.
|
|
|
|
Это точка, в которой направленная внутрь черной дыры гравитационная сила уравновешивается внешней силой, создаваемой теплом падающего вещества.
|
|
|
|
Астрофизики предположили, что если черная дыра превысит этот предел, она станет настолько яркой, что окружающие ее газы будут выбрасываться наружу.
|
|
|
|
Однако, когда ученые изучили образцы галактических ядер, расположенных очень далеко от Земли, они обнаружили, что одно из них светится с необычной интенсивностью.
|
|
|
|
Будучи невидимым в видимой и ближней инфракрасной областях спектра, кольцо из материала вокруг LID-568 выделяло на 4000% больше энергии, чем должен был позволять предел Эддингтона.
|
|
|
|
Исследователи полагают, что это возможно благодаря ряду мощных газовых потоков вокруг центра черной дыры.
|
|
|
|
Поскольку излучение LID-568 очень слабое, исследователи решили использовать инструмент под названием "спектрограф интегрального поля", а не обычные методы JWST.
|
|
|
|
Хотя этот метод не столь сфокусирован, он позволяет исследователям измерять спектр для каждого пикселя в поле зрения прибора, а не ограничиваться узким срезом.
|
|
|
|
Благодаря этому решению исследователи смогли получить полное представление о регионе вокруг черной дыры, обнаружив необычные потоки газа, выходящие из черной дыры со скоростью 600-500 километров в секунду (310-372 мили в секунду).
|
|
|
|
Исследователи полагают, что эти потоки позволяют черной дыре превысить свой предел Эддингтона, действуя как "выпускной клапан" для избыточной энергии, образующейся во время массового взрыва.
|
|
|
|
Это также говорит о том, что черная дыра, возможно, увеличила значительную часть своей массы за один эпизод чрезвычайно быстрого потребления.
|
|
|
|
Ведущий автор доктор Хьюон Су (Hyewon Suh): "Этот неожиданный результат добавил новое измерение к нашему пониманию системы и открыл захватывающие возможности для исследований".
|
|
|
|
Спустя 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва уже начали формироваться самые ранние галактики, а вместе с ними и плотные ядра галактик, которые сегодня составляют основу всех галактик.
|
|
|
|
Недавние наблюдения показали, что многие из этих слабых пылевых ядер вскоре после образования содержали сверхмассивные черные дыры.
|
|
|
|
Точно так же, как черная дыра в центре нашей галактики Стрелец А*, это невероятно плотные скопления материи, масса которых по меньшей мере в 100 000 раз превышает массу нашего Солнца.
|
|
|
|
Современные теории предполагают, что сверхмассивные черные дыры образуются из "семян" черных дыр меньшего размера, образовавшихся очень рано в истории Вселенной.
|
|
|
|
Это могут быть либо "тяжелые семена", образовавшиеся в результате коллапса обширных газовых облаков, либо "легкие семена", образовавшиеся в результате гибели самых первых звезд Вселенной.
|
|
|
|
Загадка для астрономов заключалась в том, как объяснить, как эти зародыши так быстро превратились в сверхмассивные черные дыры, не превысив свой предел Эддингтона.
|
|
|
|
Это открытие позволяет предположить, что некоторые черные дыры могут временно превышать этот предел во время быстрого роста близлежащей материи.
|
|
|
|
Доктор Су говорит: "Открытие Суперэддингтоновской аккрецирующей черной дыры предполагает, что значительная часть прироста массы может произойти в течение одного эпизода быстрого питания, независимо от того, возникла ли черная дыра из легкого или тяжелого зародыша".
|
|
|
|
Источник
|
