Космическая нарушительница: черная дыра растет со скоростью, которая в 13 раз превышает «предел»

Ученые обнаружили в ранней Вселенной черную дыру, которая нарушает два правила. Она превышает «предел скорости» роста черных дыр и генерирует экстремальное рентгеновское и радиоизлучение. Обе эти особенности, согласно существующим теориям, не могут существовать, сообщает Live Science.

Объект – это квазар, известный как ID830. Это чрезвычайно яркая и активная сверхмассивная черная дыра, которая выпускает гигантские струи излучения из своих полюсов. Она также излучает интенсивное рентгеновское излучение, генерируемое падающим веществом, вращающимся вокруг нее со скоростью, близкой к скорости света.

ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ

Некоторые «планеты» на самом деле могут быть черными дырами

ID830 очень массивен. Примерно 12 миллиардов лет назад, когда возраст Вселенной составлял всего 15% от нынешнего, его масса достигала 440 миллионов солнечных. То есть, он более чем в 100 раз массивнее Стрельца A*, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.

Даже у черных дыр есть предел потребления. Они притягивают газ и пыль и этот материал скапливается в аккреционном диске. Гравитация притягивает материал из диска в черную дыру, но падающий материал создает радиационное давление, которое выталкивает его наружу и препятствует падению большего количества вещества. В результате черные дыры сдерживаются саморегулирующимся процессом, называемым пределом Эддингтона.

Вместе с тем, черные дыры могут временно преодолевать этот предел. Наблюдения, которые провел телескоп «Джеймс Уэбб», показали, что черные дыры росли удивительно быстро на ранних этапах развития Вселенной. Ученые предполагают, что звезды третьего поколения, первые и самые большие звезды в космической истории, коллапсировали, образуя «зародыши» черных дыр массой 1000 и более солнечных масс.

Но даже таким зародышам нужно было бы питаться на пределе Эддингтона на протяжении 650 миллионов лет, чтобы достичь своих размеров. Это кажется невыполнимым по нескольким причинам, включая недостаточное количество газа для поддержания этого процесса.

Исследователи рассчитали скорость роста ID830, измерив его яркость в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах. Рентгеновская яркость показала, что он поглощает вещество на скорости, которая в 13 раз превышает предел Эддингтона. Вероятно, это происходит из-за прилива вещества, появившегося, когда ID830 разорвал космическое тело, которое подошло к нему слишком близко.

ID830 также излучает в рентгеновском и радиодиапазоне, хотя считалось, что сверхэддингтоновская аккреция блокирует такое излучение.

«Это неожиданное сочетание указывает на физические механизмы, которые еще не полностью описаны современными моделями экстремальной аккреции и запуска струй», — заявили ученые.

По словам исследователей, в то время как ID830 испускает массивные радиоструи, его рентгеновское излучение исходит от структуры, называемой короной. Она образуется из-за того, что интенсивные магнитные поля аккреционного диска создают тонкое, но турбулентное облако частиц с температурой в миллиарды градусов.

В целом, нетипичное поведение ID830 указывает на то, что он находится в редкой переходной фазе чрезмерного потребления и выделения. Этот всплеск потребления активизировал и джеты, и корону черной дыры, из-за чего ID830 ярко светится на разных длинах волн.

Ранее ученые обнаружили черную дыру, которая «воскресла» спустя 100 миллионов лет «сна». По словам исследователей, она находится в центре гигантской галактики, которая излучает чрезвычайно мощные радиоволны.