Космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил черную дыру в галактике, появившейся спустя 570 миллионов лет после Большого взрыва. Это самая удаленная известная астрономам черная дыра. Её существование оспаривает существующие представления об эволюции Вселенной.
Галактика располагается на огромном расстоянии от Земли. EGSY8p7Эта структура существовала лишь спустя полмиллиарда лет после Большого взрыва. Однако её значимость выходит за рамки простого возраста. сверхмассивной черной дыройCEERS 1019Она самая древняя из найденных: появилась через 570 миллионов лет после Большого взрыва. Её масса лишь в семь раз превышает солнечную, в отличие от других черных дыр ранней Вселенной, масса которых зачастую в миллиард и более раз больше массы Солнца.
Огромный размер черных дыр в ранней истории Вселенной часто объясняют тем, что с такого огромного удаления проще всего увидеть именно особенно большие сверхмассивные черные дыры. Черная дыра CEERS 1019 скорее напоминает черную дыру Млечного Пути, которая в 4,6 миллиона раз массивнее Солнца. Несмотря на «миниатюрные» размеры, CEERS 1019 сформировалась удивительно быстро после возникновения Вселенной, что создает серьезные теоретические трудности.
Астрономы не так давно считали, что маленькие черные дыры образуются значительно позже. Это связано с тем, что их скорость поглощения материи ограничена: если обычной материи вокруг слишком много, трение ее частиц друг о друге разогреет пространство около черной дыры до такой степени, что излучение будет отталкивать материю от нее.
С помощью данных космического телескопа «Джеймс Уэбб» международной команде астрономов, опубликовавшей свои выводы на сервере препринтов arxiv.orgУчёстам удалось не только определить, какие излучения исходят от черной дыры, а какие — от её галактики, но и выяснить, что черная дыра поглощает значительное количество газа для своего размера, а в окружающей ее галактике EGSY8p7 активно образуются звёзды.
Внешне галактика EGSY8p7 напоминает три ярких скопления, а не единый круглый диск. Возможно, это объясняется тем, что она образовалась в результате слияния трёх меньших галактик, которые и подарили черной дыре избыток газа — материала для активного звездообразования.
Поскольку изучение ранней Вселенной до сих пор оставалось в основном теоретическим, астрономы еще предстоит использовать возможности «Джеймса Уэбба» для детального изучения космоса на огромных расстояниях и точного измерения параметров его объектов.
Данные телескопа «Джеймса Уэбба» могут быть полезны для понимания формирования ранних черных дыр и уточнения моделей их роста и развития за первые сотни миллионов лет существования Вселенной.
До настоящего момента ясно лишь то, что черные дыры, подобные CEERS 1019, не могли возникнуть так же, как известные нам черные дыры вблизи Земли: для этого не хватило времени. Это приводит к двум основным вариантам решения загадки «слишком древних» черных дыр.
Первый вариант предполагает образование галактик из прямого коллапса большого числа протозвезд или небольших «первичных» черных дыр, располагавшихся рядом. Проблема такого подхода в том, что для этого требуются нереалистично близкие расстояния между протозвездами или черными дырами, да и ясных механизмов формирования последних пока предложить никто не смог.
Второе направление указывает, что наличие таких старых больших черных дыр говорит о том, что Вселенная не появилась из Большого взрыва. мнениюПо мнению сторонников этой точки зрения, Вселенная циклическая и проходит через фазы сжатия и расширения. Самая полная на сегодняшний день теория подобного рода содержится в книге физика Николая Горькавого, вышедшей в 2023 году. «Осциллирующая Вселенная».