Американские астрофизики из Массачусетского технологического института сделали неожиданное открытие, найдя крайне массивные черные дыры в квазарах, существовавших менее миллиарда лет после Большого взрыва. Эти космические объекты, обладающие яркостью, способной затмить целые галактики, вызывают вопросы о действующих теориях формирования черных дыр. Исследование опубликовано на платформе для нерецензированных научных материалов arXiv.
Обнаруженные сверхмассивные черные дыры, масса которых достигает миллиардов солнечных, обнаружены в квазарах с красным смещением z≳6 и представляют собой серьезную загадку. Согласно традиционным моделям аккреции, у них не было бы достаточно времени (менее миллиарда лет после Большого взрыва), чтобы достичь таких размеров через постепенное поглощение материи.
Еще более удивительным является то, что новые данные показывают, что активность этих квазаров продолжалась очень короткий период — менее миллиона лет, а в некоторых случаях всего около 1000 лет. Это противоречит представлениям о длительном и стабильном процессе роста.
Исследователи предложили несколько альтернативных механизмов формирования черных дыр, включая слияние уже существующих черных дыр, ускоренный рост за счет мощных струй вещества (джетов) и периодическую аккрецию на сверхэддингтоновских уровнях, когда скорость поглощения материи превышает теоретический предел.
Команда применяла спектрограф MUSE на Очень Большом Телескопе в Чили для изучения квазаров с аномально малыми зонами близости. Особое внимание было уделено поиску туманностей Лайман-альфа — гигантских облаков светящегося водорода, указывающих на начальные стадии активности квазара.
Анализ показал, что наблюдаемые сверхмассивные черные дыры находятся в ранних этапах активного поглощения материи, что подразумевает, что они каким-то образом достигли своих колоссальных размеров до начала интенсивной аккреции, что требует пересмотра существующих моделей.
«Эти объекты ставят под сомнение наше понимание процессов роста в ранней Вселенной. Похоже, существуют механизмы формирования сверхмассивных черных дыр, о которых нам еще неизвестно», — заметили ученые.
Ранее исследователи раскрыли один из главных секретов черных дыр.