Японски астрономи съобщиха за откриването на необичайна свръхмасивна черна дупка в ранната Вселена, която расте с почти невъзможна скорост и едновременно излъчва мощни рентгенови лъчи и радиовълни. Откритието, направено от изследователи от университетите Васеда и Тохоку, поставя под въпрос утвърдените теории за еволюцията на черните дупки.
Обектът представлява далечен квазар – активно „захранвана“ свръхмасивна черна дупка – открит с помощта на телескопа Subaru. Той е съществувал, когато Вселената е била на по-малко от 1,5 милиарда години. Наблюденията показват, че черната дупка се намира в състояние на изключително бърза акреция, свети ярко в рентгеновия диапазон и генерира мощно радиоизлъчване чрез своята струя.
Свръхмасивните черни дупки, чиито маси могат да достигнат милиони или милиарди пъти масата на Слънцето, обикновено се намират в центровете на галактиките и растат чрез поглъщане на околен газ – предимно водород и хелий. При този процес се образува компактна и изключително гореща област от плазма, наречена корона, която излъчва рентгенови лъчи. Част от тези обекти създават и джетове – мощни струи от материя, които излъчват интензивни радиовълни.
Според класическите модели обаче съществува физическа граница на скоростта на натрупване на материя – така нареченият лимит на Едингтън. Когато притокът на газ стане твърде интензивен, излъчваната радиация започва да упражнява обратно налягане и забавя процеса на акреция. В редки случаи черните дупки могат временно да надхвърлят тази граница – феномен, известен като свръх-Едингтън акреция, но тогава високочестотното излъчване и струйната активност би трябвало да отслабнат.
В случая с новооткрития квазар учените установяват, че той поглъща материя със скорост приблизително 13 пъти над лимита на Едингтън, което го прави една от най-бързо растящите черни дупки в ранната Вселена. Масата му е оценена чрез анализ на емисионната линия на магнезий (Mg II), измерена с близкоинфрачервения спектрограф MOIRCS на телескопа Subaru.
Още по-изненадващо е, че при тази екстремна скорост на растеж черната дупка продължава да излъчва ярки рентгенови лъчи и силни радиосигнали – нещо, което повечето теоретични модели не предвиждат. Това предполага, че физическите процеси в ранната Вселена може да са по-сложни и по-малко разбрани, отколкото се смята досега.
Според водещия автор на изследването Сакико Обучи от университета Васеда, откритието може да помогне да се изясни как свръхмасивните черни дупки са успели да нараснат толкова бързо само няколкостотин милиона години след Големия взрив.
Изследователите предполагат, че квазарът може да се намира в краткотрайна преходна фаза, при която мощен приток на газ го е тласнал отвъд лимита на Едингтън, а короната и струята все още не са отслабнали. Ако това бъде потвърдено, наблюдението може да предостави рядка „моментна снимка“ на динамичния растеж на черните дупки в ранната Вселена.
Откритието би могло да има по-широки последици и за разбирането на еволюцията на галактиките, тъй като мощните джетове на подобни обекти влияят върху образуването на звезди и развитието на космическите структури.
