|
Чудовищная черная дыра после космического пиршества
|
|
|
|
Согласно новым выводам астрономов Кембриджского университета, даже чудовищной черной дыре нужен перерыв после космического пиршества. Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) в очередной раз расширил наши представления о Вселенной, на этот раз зафиксировав поведение далекой черной дыры, которое почти похоже на человеческое. Эта огромная и древняя черная дыра находится на самом краю нашей наблюдаемой Вселенной, так далеко, что свет от ее раннего существования только сейчас достигает линз JWST.
|
|
|
|
Древняя, огромная и дремлющая
|
|
|
|
Новые данные JWST показывают, что черная дыра образовалась всего через 800 миллионов лет после Большого взрыва, который произошел почти 14 миллиардов лет назад. Это одна из крупнейших черных дыр в ранней Вселенной, известных науке, масса которой в 400 миллионов раз превышает массу Земного Солнца и составляет 40% массы ее собственной галактики.
|
|
|
|
Как правило, на долю черной дыры приходится всего около 0,1% массы галактики. Однако, подобно медведю, впавшему в спячку после последнего в году приема пищи, эта черная дыра находится в состоянии покоя, потребляя лишь сотую часть от своей нормы потребления газа.
|
|
|
|
|
|
|
Огромные размеры и период покоя черных дыр противоречат современным представлениям о том, как развиваются черные дыры. Одно из возможных решений, предложенных в последних исследованиях, заключается в том, что черные дыры не растут постоянно, а переживают периоды интенсивного роста, за которыми следуют периоды покоя.
|
|
|
|
Массивная, но тусклая черная дыра
|
|
|
|
Этим бездействующим черным дырам не хватает яркости, присущей их активным аналогам, из-за чего даже JWST испытывает трудности при наблюдении за ними. Поскольку черные дыры кажутся черными на фоне черноты космоса, астрономы могут наблюдать только кружащееся ультрафиолетовое свечение горячих газов вокруг горизонта событий. Низкое потребление газа затрудняет обнаружение спящих черных дыр астрономами.
|
|
|
|
“Несмотря на то, что эта черная дыра находится в состоянии покоя, ее огромные размеры позволили нам обнаружить ее”, - сказал ведущий автор и исследователь из Кембриджа Игнас Юоджбалис. “Ее состояние покоя также позволило нам узнать о массе галактики-хозяина. Ранней Вселенной удалось породить несколько абсолютных монстров даже в относительно крошечных галактиках.”
|
|
|
|
Раздвигая границы черных дыр
|
|
|
|
Стандартная модель черных дыр основана на пределе Эддингтона. Астрономы в целом согласны с тем, что черные дыры возникают в результате коллапса мертвых звезд, которые накапливают вещество до предела Эддингтона, когда излучение создает давление, достаточное для преодоления притяжения черной дыры. Невероятный размер этой черной дыры, наряду с другими недавними открытиями, поднимает серьезные вопросы о существующих моделях.
|
|
|
|
“Возможно, черные дыры ”рождаются большими", что может объяснить, почему Уэбб обнаружил огромные черные дыры в ранней Вселенной", - прокомментировал соавтор исследования профессор Роберто Майолино. “Но есть и другая возможность - у них бывают периоды гиперактивности, за которыми следуют длительные периоды покоя”.
|
|
|
|
Переосмысление предела Эддингтона для черной дыры
|
|
|
|
Кембриджская команда совместно с итальянскими коллегами разработала компьютерное моделирование, моделирующее возможную историю роста дыры. Наиболее вероятная модель включала цикл начала и прекращения развития, при котором черная дыра превышала предел Эддингтона короткими всплесками, за которыми следовали длительные периоды покоя. Они пришли к выводу, что черная дыра, вероятно, питается в течение примерно пяти-десяти миллионов лет, прежде чем погрузиться в спячку примерно на 100 миллионов лет. Учитывая, насколько больше времени черные дыры проводят в спячке, астрономы, скорее всего, обнаружат их в таком состоянии.
|
|
|
|
“Звучит нелогично объяснять спящую черную дыру периодами гиперактивности, но эти короткие всплески позволяют ей быстро расти, проводя большую часть времени в спячке”, - сказал Майолино.
|
|
|
|
“Это был первый результат, который я получил в рамках своей докторской диссертации, и мне потребовалось некоторое время, чтобы оценить, насколько это было замечательно”, - сказал Юоджбалис. “Только когда я начал обсуждать со своими коллегами теоретическую сторону астрономии, я смог увидеть истинное значение этой черной дыры”.
|
|
|
|
Обнаружение черных дыр становится все сложнее
|
|
|
|
Из-за их тусклости обнаружить черные дыры в таком состоянии гораздо сложнее. Поскольку новые данные указывают на то, что ранние черные дыры проводят большую часть своего времени в спящем состоянии, это может быть только началом, и многое еще предстоит обнаружить. Астрономам придется приспосабливаться к новому стандарту труднообнаруживаемых черных дыр.
|
|
|
|
“Вполне вероятно, что подавляющее большинство существующих черных дыр находятся в таком спящем состоянии – я удивлен, что мы обнаружили эту дыру, но мне приятно думать, что мы могли бы найти гораздо больше”, - сказал Майолино.
|
|
|
|
Источник
|
