Черные дыры огромных размеров продолжают оставаться одной из самых больших тайн Вселенной. Обладая массой от миллионов до десятков миллиардов солнечных масс, эти гиганты располагаются в центре почти каждой галактики — в гравитационном центре, вокруг которого звезды, планеты и облака газа вращаются в сложном взаимодействии. Однако способ их формирования до сих пор остается невыясненным.
Постепенно ли они возникают, наращивая свою массу из небольшого «зародыша», или же формируются моментально в результате схлопывания огромных облаков материи? Новое открытие может пролить свет на этот вопрос.
Астрономы зафиксировали пару галактик, находящихся в процессе столкновения, свет от которых достиг Земли за 8,3 миллиарда лет. В их структуре, визуально напоминающей знак бесконечности, исследователи выявили признаки формирования сверхмассивной черной дыры. В случае подтверждения это станет первым зарегистрированным случаем непосредственного наблюдения за данным процессом.
«По нашему мнению, мы наблюдаем формирование сверхмассивной черной дыры – явления, не имевшего аналогов в прошлом «, – поясняет астроном Питер ван Доккум з Йельского університету.
Галактика, известная как Infinity, включает в себя две части, в каждой из которых находится ядро с массивной черной дырой. Однако в точке их соединения ученые выявили дополнительную светящуюся область. Исследования, проведенные в различных спектрах, указывают на то, что это еще одна черная дыра, находящаяся между двумя главными.
«Мы задались вопросом: как это можно объяснить?» – рассказывает ван Доккум.
Более глубокий анализ выявил, что эта необычная черная дыра находится в окружении горячего газа, сжатого ударной волной, что свидетельствует о ее относительно недавнем возникновении. По мнению исследователей, слияние двух галактик стало причиной сжатия газа, что привело к формированию плотного скопления, впоследствии рухнувшего в черную дыру.
«Несмотря на то, что подобные столкновения происходят нечасто, в эпоху формирования Вселенной экстремальные условия могли возникать регулярно «, – поясняет ван Доккум.
До недавнего времени слияние галактик, в ходе которого центральные черные дыры объединяются, являлось ведущей гипотезой, объясняющей рост сверхмассивных черных дыр. Тем не менее, она не дает ответа на вопрос о том, как формируются менее массивные, но все равно сверхмассивные черные дыры изначально. Обнаружение в галактике Infinity подтверждает теорию прямого коллапса, которая особенно важна для понимания ранних этапов формирования Вселенной.
«Это наиболее весомое свидетельство, с которым мы сталкивались «, – заключает ван Доккум.