Астрономите потвърдиха откриването на най-старата свръхмасивна черна дупка във Вселената

Нова публикация в Astrophysical Journal Letters е посветена на потвърждаването на откриването на най-старата свръхмасивна черна дупка в историята на наблюденията. Тя се намира в галактиката CAPERS-LRD-z9, открита само 500 милиона години след Големия взрив. Черната дупка е с маса 300 милиона слънчеви маси, което е необяснимо голямо за толкова ранно време. С тази загадка се занимава телескопът „Джеймс Уеб“ на НАСА.

Откриването на толкова голяма черна дупка на толкова ранен етап от еволюцията на Вселената може да помогне за разгадаването на тайните на еволюцията на тези космически обекти, които са едни от най-загадъчните.

Освен това в ранната Вселена, благодарение на високата си инфрачервена чувствителност, „Джеймс Уеб“ успя да открие нов клас обекти, които заради появата им на изображенията на този телескоп се наричат „малки червени точки“ (Little Red Dots – LRDs). „Малките червени точки“ се появяват около 500 милиона години след Големия взрив и напълно изчезват от полезрението след още един милиард години.

Областта на свръхмасивната черна дупка изглежда червена на изображенията от „Джеймс Уеб“. Това се дължи на мощния акреционен диск на обекта. В общия случай свръхмасивната черна дупка в центъра на CAPERS-LRD-z9 принадлежи към т.нар. активни ядра на галактики. В този случай това ядро (черна дупка с акреционен диск) има маса около половината от масата на галактиката домакин. Това е невъобразимо количество, но именно така галактиките могат да създават ядра и в крайна сметка да еволюират в обекти като нашия Млечен път. По този начин CAPERS-LRD-z9 може да подскаже еволюционните пътища на галактиките в ранните етапи на тяхното развитие.

Именно акреционният диск в центъра на галактиката CAPERS-LRD-z9 е последното парче от пъзела, довело до откриването на свръхмасивната черна дупка. Самата галактика CAPERS-LRD-z9 дори не се вижда на изображенията – тя е толкова малка, че приблизителното ѝ сечение е само 1140 светлинни години, което съответства на размера на галактиките джуджета, обикалящи около Млечния път.

Акреционният диск в центъра на CAPERS-LRD-z9 е открит по време на спектрален анализ. Газът и материята около свръхмасивната черна дупка се въртят със скорост около 1% от скоростта на светлината, което може да се открие чрез ефекта на Доплер: лъчението от частта на диска, която се движи към нас е изместено към синята област на спектъра, докато отдалечаващата се част е изместена към червената. Това се превърна в надеждно доказателство, че обектът е открит, а червеното изместване z9, потвърдено от спектралния анализ показва неговата възраст.

Сега учените трябва да разберат как само 500 милиона години след Големия взрив черната дупка е успяла да достигне маса, 300 милиона пъти по-голяма от масата на Слънцето, но това е тема с продължение, която ще обсъдим скоро.