|
Черная дыра поглощает материю в 40 раз быстрее
|
|
|
|
Древняя черная дыра вблизи центра галактики поглощает материю в количестве, более чем в 40 раз превышающем теоретический предел, что вызывает вопросы о том, не противоречит ли этот объект и его ненасытный аппетит известным законам физики.
|
|
|
|
Черная дыра, получившая обозначение LID-568, была обнаружена командой под руководством астронома Хьюона Су из Международной обсерватории Джемини/NSF NOIRLab, который начал с анализа данных исследования космического наследия рентгеновской обсерватории Чандра. Скрытый в этих наблюдениях, LID-568, хотя его и было трудно обнаружить, проявился в виде выпадения из спектра в ближней инфракрасной области - едва видимый, за исключением рентгеновских наблюдений. Для изучения такого слабого объекта потребовалась помощь сверхчувствительного космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), чтобы уловить его тусклый инфракрасный свет.
|
|
|
|
“Из-за своей слабой природы обнаружение LID-568 было бы невозможно без JWST”, - пояснил соавтор Эмануэле Фарина, также астроном из Международной обсерватории Джемини/NSF NOIRLab. “Использование спектрографа integral field было инновационным и необходимым для проведения наших наблюдений”.
|
|
|
|
|
|
|
Точное определение местоположения LID-568 с помощью JWST было сложной задачей из-за отсутствия сильного видимого или инфракрасного излучения. Рентгеновские наблюдения сами по себе не позволили получить достаточно детализированной информации для точного определения местоположения черной дыры, что побудило команду отказаться от стандартной щелевой спектроскопии JWST и вместо этого использовать инструмент телескопа NIRSpec с интегральным полевым спектрографом, который позволил им собирать спектральную информацию о каждом пикселе в поле зрения телескопа.
|
|
|
|
Используя NIRSpec, исследователи тщательно изучили черную дыру и ее окружение, обнаружив мощные потоки газа, окружающие LID-568. Огромная масса и скорость этих потоков привели команду к выводу, что большая часть роста черной дыры произошла в течение одного интенсивного события.
|
|
|
|
Основываясь на этих наблюдениях, расчеты команды показали, что LID-568 поглощает вещество со скоростью, в 40 раз превышающей предел Эддингтона — теоретический предел скорости поглощения вещества черной дырой, определяемый балансом между гравитационным притяжением и внешним давлением, создаваемым тепловой энергией сжатого вещества.
|
|
|
|
“Этот неожиданный результат добавил новое измерение к нашему пониманию системы и открыл захватывающие возможности для исследований”, - прокомментировал Су.
|
|
|
|
“Эта черная дыра устраивает настоящий праздник”, - объяснила соавтор Джулия Шарвехтер, астроном из Международной обсерватории Джемини/NSF NOIRLab. “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”.
|
|
|
|
Учитывая, что LID-568 поглощает энергию со скоростью, намного превышающей ту, которую ожидали астрофизики, возникает сложный вопрос: может ли эта массивная черная дыра противоречить нашим современным представлениям о физике?
|
|
Переосмысление образования черных дыр
|
|
|
|
Хотя поведение LID-568, безусловно, заставляет нас пересмотреть некоторые из наших общепринятых представлений о черных дырах, это не обязательно означает, что она “бросает вызов” физике. Скорее, наблюдаемое поведение черных дыр позволяет астрономам по-новому взглянуть на них, что может помочь расширить наше понимание их природы и того, как они образовались в ранней Вселенной.
|
|
|
|
Преобладающая в настоящее время теория утверждает, что сверхмассивные черные дыры вырастают из более мелких, называемых “зародышей”. Эти зародыши бывают двух основных типов: “легкие”, которые образуются в результате коллапса ранних звезд, и “тяжелые”, которые образуются в результате коллапса газовых облаков. Несмотря на широкое признание этой концепции, прямых данных наблюдений ни для одного из видов семян пока собрано не было.
|
|
|
|
“Открытие Суперэддингтоновской аккрецирующей черной дыры предполагает, что значительная часть прироста массы может произойти во время одного эпизода быстрого питания, независимо от того, возникла ли черная дыра из легкого или тяжелого зародыша”, - говорит Су.
|
|
|
|
Хотя прямых наблюдений за рождением черной дыры не существует, это исследование предоставляет конкретные доказательства, связанные с формированием черной дыры. В дальнейшем ученые планируют исследовать, как LID-568 удалось превысить предел Эддингтона. Одна из возможностей заключается в том, что оттоки представляют собой высвобождение избыточной энергии из-за экстремальной скорости аккреции, и команда планирует провести дальнейшие исследования, чтобы изучить такие возможности с помощью JWST.
|
|
|
|
Источник
|
