Тайна сверхмассивных черных дыр: ученые расшифровали сигналы из космоса старше 13 миллиардов лет

Международная группа ученых под руководством Массачусетского технологического института опубликовала новое масштабное исследование о древнейшем отмом космическом объекте — мерцающем квазаре J0439+1634. Астрономы подробно анализировали этот квазар на основе собранных за 14 лет данных, чтобы понять процессы быстрого питания сверхмассивных черных дыр в начале существования Вселенной.

Об этом невероятное открытие света, путешествовавшее к Земле более 13 миллиардов лет, пишет ScienceAlert.

Мерцание и структура черной дыры

Квазары являются необыкновенно яркими активными ядрами галактик, которые получают колоссальную энергию благодаря питанию сверхмассивных черных дыр. Эти объекты излучают свет с такой интенсивностью, что способны омрачить целые галактики с 1 триллионом звезд.

«Мелькание происходит от колебаний в способе подачи газа в черную дыру», — объясняет астроном Джин Люн.

Именно эти периодические изменения рассказывают исследователям о подробной структуре аккреционного диска и размере кусков материи, которые поглощает космический гигант. Выявление такого мерцания в ранней Вселенной стало настоящим вызовом из-за постоянного расширения пространства и растяжения световых волн.

Благодаря использованию данных из разных обсерваторий ученым удалось создать подробную покадровую съемку всего ночного неба в инфракрасном диапазоне за период с 2010 по 2024 год. Они увидели, что этот древний квазар случайно мигал в течение 14 лет подобно пламени обычной свечи.

Аномальная зрелость и масса гиганта

Исследователи выяснили, что этот объект возник в период космического рассвета, когда нашей Вселенной было всего 850 миллионов лет. Отслеживание колебаний на разных длинах волн позволило ученым точно оценить массу этого древнего квазара, превышающую 600 миллионов масс нашего Солнца.

Для сравнения, местная сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути имеет вес лишь около 4 миллионов солнечных масс. Кроме того, древний объект невероятно яркий, ведь он светится с силой 12 триллионов солнца.

К удивлению астрономов, найденный квазар имеет плоский и относительно упорядоченный аккреционный диск в форме блина. Обычно считается, что ранние черные дыры должны иметь незрелые и хаотические диски, еще не успевшие стабилизироваться.

«Это дает прямые доказательства того, что те же процессы питания и структуры, которые наблюдаются в соседней Вселенной, уже существовали в очень ранние времена», — отмечает астрофизикиня Анна-Кристина Эйлерс.

Развитие галактик и будущие исследования

Упорядоченная структура диска свидетельствует о том, что этот первый исследованный космический объект такого типа загадочно зрел для своего реального возраста. Специалисты предполагают, что все бурные фазы чрезвычайно быстрого роста черных дыр происходят на самых ранних этапах.

Это происходит задолго до того момента, когда человечество начинает видеть их как яркие квазары через мощные телескопы. Новая научная работа предлагает уникальные методы измерения массы старейших объектов и определения размеров зародышей черных дыр.

Эти расчеты совершенно необходимы для понимания формирования гигантов во времена, когда Вселенная имела всего 10 процентов от своего текущего возраста. Ученые очень надеются обнаружить еще более древние квазары, чтобы лучше изучить их непосредственное влияние на эволюцию всех галактик.

Успешное исследование закладывает фундаментальное основание для обнаружения подобных объектов с помощью телескопов следующего поколения, запуск которых состоится уже в августе. Будущее изучение космического рассвета выглядит блестящим, даже если изучаемый свет начал свое долгое путешествие более 13 миллиардов лет назад.

Напомним, миллиарды лет назад на поверхности Марса была вода . Куда она исчезла, долгое время было тайной, но ученые полагают, что наконец-то нашли ответ. Хотя поверхность планеты сегодня кажется сухой пустыней с красной пылью, научные данные убедительно доказывают ее присутствие.