«Джеймс Уэбб» обнаружил самую далёкую спящую чёрную дыру

Сверхмассивные чёрные дыры обычно находят по их бурному «аппетиту». Когда они активно поглощают окружающий газ и пыль, этот материал разогревается до миллиардов градусов и ярко светится во всех диапазонах спектра — от радиоволн до рентгеновского излучения. Но что происходит, когда у чёрной дыры заканчивается топливо? Она засыпает, сливаясь с темнотой космоса и становясь абсолютно невидимой. Телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) сумел выследить и «взвесить» самого далёкого и древнего спящего космического монстра из когда-либо обнаруженных.

Новый рекорд

Этот спящий гигант скрывается в галактике MRG-M0138, расположенной на колоссальном расстоянии — более 10 миллиардов световых лет от Земли. Предыдущий рекорд дальности для спящих чёрных дыр был побит сразу в 15 раз! Результаты этого исследования были опубликованы в престижном научном журнале Science.

Изучение таких объектов даёт астрономам редчайшую возможность понять, как развивались галактики на самых ранних этапах жизни нашей Вселенной, чей возраст составляет 13,8 миллиарда лет.

Учёные предполагают, что когда-то в центре MRG-M0138 бушевал ярчайший квазар. Чёрная дыра росла так быстро и агрессивно, что её мощное излучение буквально выдуло из галактики весь холодный газ, необходимый для формирования новых звёзд.

Этот катастрофический процесс мгновенно задушил звёздообразование. А поскольку свежего газа в галактике больше не осталось, сама чёрная дыра лишилась источника питания и «уснула». Сегодня эта галактика напоминает остывший уголёк некогда мощного космического пожара.

Как взвесить невидимое?

Поскольку чёрная дыра в MRG-M0138 больше не взаимодействует с веществом, она не излучает свет и невидима ни для одного телескопа. Чтобы измерить её массу, международной группе исследователей пришлось применить сложнейший метод отслеживания движения звёзд вокруг центра галактики, который обычно используют только для близких соседей Млечного Пути.

Сделать это на расстоянии в 10 миллиардов световых лет помог эффект гравитационного линзирования. Между Землёй и исследуемой галактикой удачно расположилось другое массивное скопление галактик. Его мощнейшая гравитация сработала как гигантская космическая лупа, искривив и увеличив изображение MRG-M0138 примерно в 30 раз.

Благодаря этому феномену «Джеймс Уэбб» смог зафиксировать скорости движения звёзд, вращающихся вокруг невидимого центра. Проанализировав, насколько быстро движутся звёзды на разном удалении от ядра галактики, исследователи рассчитали массу скрытого объекта. Она оказалась поистине чудовищной — 6 миллиардов масс Солнца.

«Доказав применимость этого метода для столь далёких миров, мы теперь можем составить более полную перепись чёрных дыр в ранней Вселенной и детально изучить их роль в эволюции галактик», — подводит итог соавтор работы, профессор Ричард Эллис из Университетского колледжа Лондона.

Поскольку «Джеймс Уэбб» изучает космос очень детально, но точечно, для дальнейших поисков подобных «спящих исполинов» астрономы возлагают большие надежды на широкоугольные обсерватории — уже работающий европейский телескоп «Евклид» (Euclid) и строящийся американский телескоп имени Нэнси Грейс Роман.