Этот объект пожирает материю с такой бешеной скоростью, что физический предел Эддингтона для нее просто не существует.
Глубоко за пределами привычного нам космоса астрономы наткнулись на черную дыру, которая словно решила переписать свод правил Вселенной. Этот объект, RACS J0320-35, удален от нас так далеко, что свет от него путешествовал через пространство целых 12,8 миллиарда лет. Иными словами, мы наблюдаем ее всего через 920 миллионов лет после Большого взрыва — момент, когда Вселенная еще была очень юной. Даже в те «первые часы жизни» космоса масса этой дыры уже достигала приблизительно миллиарда солнечных масс, а ее рентгеновское сияние затмевало все, что когда-либо фиксировали ученые за первый миллиард лет существования Вселенной. Результаты опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters.
Цифры здесь — только верхушка айсберга. RACS J0320-35 поглощает материю с такой скоростью, что полностью игнорирует физические пределы Эддингтона — теоретический барьер, который ограничивает, сколько вещества может засосать черная дыра, прежде чем ее собственное излучение начнет отталкивать все лишнее. По наблюдениям, эта космическая колоссальная дыра растет примерно в 2,4 раза быстрее «установленного лимита», сжигая ежегодно количество вещества, эквивалентное 300–3000 солнечным массам. Лука Игина, ведущий автор исследования, признается:
«Было по-настоящему шокирующе смотреть, как эта черная дыра растет не по дням, а по часам».
Первые намеки на необычное поведение RACS J0320-35 пришли из радионаблюдений австралийского телескопа Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP). Дальнейшие проверки с помощью телескопов в Чили — Dark Energy Camera и Gemini South — подтвердили ее статус квазара: галактики, подпитываемой сверхмассивной черной дырой, которая буквально пожирает газ и светится ярче своих соседей, затмевая целые галактики. Однако именно рентгеновская «Чандра» в 2023 году подтвердило, что падение вещества в эту дыру создает экстремально мощное излучение, и ничто не мешает ей делать это с невероятной скоростью.
До сих пор астрономы полагали, что сверхмассивные черные дыры могли вырасти до миллиардов солнечных масс лишь при условии, что они изначально были огромными — порядка 10 000 солнечных масс, возникшими в результате прямого коллапса гигантских первичных газовых облаков. Но RACS J0320-35 может изменить эту теорию. Если она действительно росла с такой скоростью в течение длительного времени, ее начальная масса могла быть всего лишь около 100 солнечных масс — то есть она могла начинать как обычная «звездная» черная дыра, а затем превратиться в космического монстра. Альберто Моретти из INAF-Osservatorio Astronomico di Brera поясняет:
«Зная нынешнюю массу и скорость роста, мы можем заглянуть в ее детство и проверить разные гипотезы о рождении черных дыр».
И это еще не все. RACS J0320-35 демонстрирует мощные струи частиц, мчащиеся почти со скоростью света — редкость для квазаров. Ученые предполагают, что именно эти струи могут быть ключом к ее феноменальному аппетиту.
Астрономы называют это рекордом, так как новое открытие заставляет пересмотреть устоявшиеся теории о том, как формируются и развиваются черные дыры, и бросает новый свет на эволюцию ранней Вселенной. Быстрый рост таких дыр означает, что ученым, возможно, не придется прибегать к экзотическим сценариям, чтобы объяснить появление миллиардных черных дыр сразу после Большого взрыва.