«Уэбб» помог взвесить спящую черную дыру в 10 миллиардах световых лет от нас
Международная команда астрономов, в которую вошли исследователи из Университетского колледжа Лондона и Института Карнеги, нашла и взвесила самую далекую спящую черную дыру. Этот объект находится в центре галактики MRG-M0138 на расстоянии более 10 миллиардов световых лет от Земли. Масса черной дыры превышает массу Солнца примерно в шесть миллиардов раз. Мы видим ее в тот период, когда возраст Вселенной составлял всего около трех миллиардов лет, то есть четверть от ее нынешнего возраста. До этого самую далекую спящую черную дыру находили на расстоянии 700 миллионов световых лет, что в 15 раз ближе к Земле.
Обычно черные дыры сами по себе не светятся, но когда в них падает газ, они излучают огромное количество энергии. Такие объекты называют активными ядрами галактик, или квазарами — они светятся ярче всего в космосе, поэтому их легко заметить. Однако черная дыра в галактике MRG-M0138 спит. Это означает, что сейчас в нее не падает никакой материал, и она ничего не излучает. Из-за этого астрономы не могли увидеть саму дыру, и им пришлось вычислять ее массу по тому, как ведут себя соседние звезды.
Чтобы узнать массу этого невидимого объекта, ученые применили метод звездной динамики. Они измерили скорости звезд, которые вращаются вокруг центра галактики, и сравнили то, как двигаются светила вблизи черной дыры и вдали от нее. Гравитация дыры заставляет близкие звезды лететь быстрее. Разница в их скоростях и позволила точно рассчитать массу невидимого соседа. Астрономы уже применяли этот метод, чтобы измерить массу черной дыры в центре Млечного Пути и других соседних галактик, но на таком огромном расстоянии они сделали это впервые.
Разглядеть, как двигаются звезды так далеко, ученым помог космический телескоп «Джеймс Уэбб» и природная космическая лупа — гравитационное линзирование. Этот эффект возникает, когда массивная галактика находится точно между Землей и далеким объектом. Гравитация этой промежуточной галактики искривляет свет, благодаря чему фоновая картинка увеличилась в 30 раз. Это помогло ученым очень четко рассмотреть внутренние детали далекой системы.
Сама галактика MRG-M0138 сейчас тоже неактивна, и новые звезды в ней не появляются. Астрономы предполагают, что в прошлом эта черная дыра была ярким квазаром. Когда дыра только появилась и быстро росла, она выделяла много энергии. Эта энергия сожгла или выбросила из галактики свободный газ, который нужен для того, чтобы зажигались новые светила.
Ученые ожидают, что в будущем телескопы найдут еще много спящих черных дыр в ранней Вселенной. Это поможет астрономам понять, как массы центральных черных дыр связаны с массами их галактик, как именно дыры мешают появляться новым звездам и как они могут снова проснуться, если в них начнет падать вещество.
Ранее «Уэбб» помог найти смог в атмосферах самых многочисленных планет.
Фото NASA/JWST
Самое популярное
