Бездна загадок. Чёрная дыра из далёкого прошлого поставила учёных в тупик

На самом деле вся астрономия устроена так, что в космосе мы видим прошлое: свету звёзд и галактик нужно время, чтобы достичь нас. А работающая в полутора миллионах километров от Земли обсерватория James Webb способна заглянуть в такие далёкие окраины Вселенной, что это одновременно означает увидеть то, что происходило вскоре после Большого взрыва.

С её помощью мы уже увидели на заре Вселенной целую коллекцию галактик-«переростков»: они слишком велики для того, чтобы находиться в таком виде через жалкие сотни миллионов лет после возникновения Вселенной как таковой. Фактом своего существования они перечёркивают все с таким трудом построенные космологические представления.

А теперь становится ещё интереснее. James Webb прислал снимок одной очень любопытной небольшой галактики. Астрономы установили, что она предстаёт на этом снимке такой, какой была через полтора миллиарда лет после Большого взрыва. Сейчас Вселенной, напомним, более 13 миллиардов лет. В центре этой маленькой галактики находится чёрная дыра. Стоит отметить, что, судя по всему, так обстоит дело вообще во всех галактиках и даже, возможно, в летающих вокруг них шаровых звёздных скоплениях.

Так вот, масса этой чёрной дыры составляет 7,2 миллиона Солнц. Чтобы понять, что это значит, достаточно сравнить это с массой сверхмассивной чёрной дыры в «сердце» нашей родной галактики Млечный Путь: четыре миллиона Солнц. А ведь нашей галактике как минимум 12 миллиардов лет, и она уж никак не карликовая: в ней сотни миллиардов звёзд. И тут какое-то мизерное нечто, которое без году неделю находится во Вселенной, обладает чёрной дырой гораздо более внушительной. Но это ещё не вся загадка.

Дело в том, что вокруг этой чёрной дыры, как это часто бывает, очень ярко светится поглощаемое ею вещество: оно расщеплено на субатомные частицы и в виде плазмы носится вокруг неё со скоростями, которые сопоставимы со скоростью света. Это называется аккреционным диском. Как объясняют астрономы, по яркости этого диска они могут понять, насколько жадно чёрная дыра это вещество поедает.

По словам астрономов, яркость вещества вокруг загадочной чёрной дыры в 40 раз превышает так называемый предел Эддингтона. Обычно он обозначает максимально возможную мощность излучения звезды, когда она стабильна: не вспыхивает, не коллапсирует. Если у звезды этот предел превышен — значит, она теряет вещество, оно разлетается прочь звёздным ветром.

Но если от звёзд свет идёт из-за термоядерных реакций в их недрах, то окрестности чёрной дыры светятся по другой причине — под действием гравитации. Поэтому для чёрных дыр предел Эддингтона означает уже другое: чем ярче вещество в аккреционном диске, тем интенсивнее идёт его поглощение. И то, что объект из далёкого прошлого превышает этот предел, говорит об огромных скоростях аккреции — вбирания вещества в себя.

Может быть, поэтому удивительная чёрная дыра и так массивна в столь юном возрасте, рассуждают астрофизики. Но у них есть ещё одно соображение. Они пытаются понять, как вообще изначально в центрах будущих галактик образовались сверхмассивные чёрные дыры. Первая версия — они сложились из многочисленных маленьких чёрных дыр, в которые «схлопываются» ядра массивных звёзд в конце их жизненного пути. Второй вариант — непосредственный коллапс плотных сгустков водорода, который заполнил новорождённую Вселенную. Учёные надеются, что нынешнее «историческое свидетельство» из ранней Вселенной поможет в этом разобраться.