Виявлено найдавнішу чорну діру у Всесвіті

Астрономи виявили найдавнішу чорну дірку, вік якої понад 13 мільярдів років, що відсилає до ранніх моментів Всесвіту. Спостереження, проведені за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST), показали, що вона знаходиться в центрі галактики, що виникла лише через 440 мільйонів років після Великого вибуху. З масою, що приблизно в мільйон разів перевищує масу Сонця, вона напрочуд велика для так званої "немовлятської" чорної діри, що ставить питання про те, як вона могла так швидко досягти таких розмірів.

Професор Роберто Майоліно, астрофізик із Кембриджського університету, який керував спостереженнями, наголошує, що "головним сюрпризом є її величезна маса". Спостереження, опубліковані на сайті Arxiv, дозволили виявити характерні ознаки акреційного диска - гало з газу та пилу, яке швидко обертається навколо космічної "чорної дірки".

Ці відкриття можуть допомогти розгадати таємницю надмасивних чорних дірок у центрах галактик, таких як Чумацький Шлях, маса яких сягає мільярдів сонячних мас. Донедавна вважалося, що вони просто накопичували масу майже за 14 мільярдів років, поглинаючи зірки та інші об'єкти. Однак це припущення не пояснює величезних розмірів сучасних надмасивних чорних дірок.

Одна з гіпотез припускає, що перші чорні дірки народилися з прямого колапсу величезних газових хмар, а не зірок, що вичерпали свій ресурс і хлопнулися під власною гравітацією. Ще одна можливість полягає в тому, що в ранньому Всесвіті компактні кластери зірок та чорних дірок зливались дуже швидко.

Ендрю Понтзен, космолог з Університетського коледжу Лондона, який не брав участі у дослідженні, зазначає: "Розуміння походження чорних дірок завжди було загадкою, але тепер ця загадка поглиблюється". Він додає, що результати, отримані за допомогою JWST, дозволяють припустити, що деякі чорні діри в молодому Всесвіті росли з неймовірною швидкістю, що значно перевищує очікування.

Відкриття JWST, космічної обсерваторії НАСА, запущеної всього два роки тому, є останньою серією вражаючих досягнень. JWST у сто разів чутливіший за попередні телескопи, такі як Хаббл, у виявленні інфрачервоного світла, яке використовується для спостереження найвіддаленіших об'єктів.

Чорні дірки - одні з найдивніших та найтаємничіших об'єктів Всесвіту. Їхня гравітація настільки інтенсивна, що ні матерія, ні світло не можуть покинути їх межі. Поріг чорної дірки позначається горизонтом подій - точкою, за якою немає повернення. Вони складні вивчення, оскільки фундаментально невидимі, але застосування законів фізики дає деякі разючі уявлення.

Що знаходиться за обрієм подій, невідомо. Теорія загальної відносності Ейнштейна передбачає, що у центрі чорної діри щільність стає нескінченною, створюючи гравітаційну сингулярність, що перебуває поза звичайних законів фізики.

За останнє десятиліття астрономи зробили значні успіхи у спостереженнях за чорними дірками, зокрема отримали перше зображення гало чорної дірки у 2019 році. Нові спостереження та навіть більш далекі цілі JWST допоможуть розкрити походження цих загадкових об'єктів.