Черные дыры впечатляют своей массой, особенно если обнаруживаются в молодой Вселенной. Миллиард лет — слишком мало времени для накопления такой гигантской массы привычным способом поглощения материи. Ученые нашли объекты, подтверждающие один из сценариев быстрого формирования сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» позволяет астрономам обнаруживать всё больше древних чрезмерно массивных чёрных дыр. В ноябре 2023 года… сообщилиОб открытии самой большой доселе дыры, видимой спустя всего 500 миллионов лет после Большого взрыва. Через несколько месяцев учёные показалиСтарейшая черная дыра пожирает свою галактику спустя 400 миллионов лет после Большого взрыва.
Возникают различные гипотезы об образовании таких огромных объектов в короткие сроки. Некоторых космологов привлекает идея переноса чёрных дыр из предыдущего цикла Вселенной. Другие учёные предполагают наращивание массы через быстрый захват вещества. Третьи исследователи изучают модели образования массивных «ядер» будущих дыр из плотных скоплений газа и пыли. Наконец, существует версия о слиянии чёрных дыр между собой.
Во время наблюдений астрономы обнаружили множество потенциальных пар активных ядер галактик, находящихся на расстоянии менее одного килопарсека. Для сравнения: это в восемь раз ближе, чем расстояние от нас до центра Млечного Пути. Из-за такой близости объектов и разрешения инструментов оставалась вероятность, что разделенное излучение исходило из одного объекта. Ученые также сомневались в возможности слияния. По компьютерным моделям, одну из черных дыр должно было выбросить в межгалактическое пространство.
Группа астрофизиков впервые подтвердила существование двух отдельных, но летящих очень близко друг к другу массивных объектов в молодой Вселенной. Ей тогда было примерно 740 миллионов лет (красное смещение 7,15). Результаты исследования… опубликованы в журнале Ежемесячные сообщения королевского астрономического общества. .
Система галактик ZS7 стала объектом изучения. В ней присутствует активное ядро, то есть поглощающая материю черная дыра. Часть излучения сдвинута относительно этого ядра. У этой части излучения также наблюдаются признаки активного ядра галактики. Подозревается, что сдвинутое излучение — истинный центр галактики, а яркое пятно — просто область активного звездообразования.
Неизвестно, на каком расстоянии друг от друга находятся объекты в реальности, но с нашего ракурса расстояние между ними приблизительно 620 парсек. После тщательного изучения данных наблюдений и кинематики второго объекта авторы работы сделали вывод о том, что это действительно два активных ядра галактик. Второе просто скрыто плотным облаком пыли.
Первое ядро весит около 50 миллионов солнечных масс. Второе ядро, вероятно, имеет схожую массу, но из-за газа его вес определить сложно. Масса всей системы сравнима с массой Большого Магелланова Облака — крупнейшего спутника Млечного Пути.
Видимо, объекты ZS7 находятся на стадии динамического тренияВо время движения звёздные пары теряют скорость из-за взаимодействия с окружающими звездами и газом. Затем взаимодействие с отдельными звёздами начнёт играть более важную роль (так называемая «задача трёх тел»). В конце концов, гравитационные волны спровоцируют окончательное образование пары черных дыр. Рядом с парой учёные засекли ещё три тусклых объекта на расстоянии 2,5, 3,9 и 4,1 килопарсека. Возможно, наблюдаем формирование большой системы всего через 740 миллионов лет после Большого взрыва.
Слияние центральных пар ядер галактик займёт 100-200 миллионов лет. Следующее поколение гравитационно-волновых телескопов сможет регистрировать гравитационные волны от подобных событий. К таким проектам относится — «Лазерная интерферометрическая космическая антенна»Начальная работа запланирована на 2030-е годы.