Международен екип от изследователи откри необичаен квазар в ранната Вселена, който е дом на една от най-бързо растящите свръхмасивни черни дупки, регистрирани някога.

Загадката на свръхмасивните черни дупки

В центъра на повечето галактики се намират свръхмасивни черни дупки, чиято маса надхвърля тази на Слънцето милиони и дори милиарди пъти.

Те нарастват, като поглъщат околния газ. Този газ, движейки се спираловидно навътре, формира акреционен диск и може да захранва компактна област от гореща плазма, известна като корона – ключов източник на рентгенови лъчи.

В някои случаи се образуват и полярни струи (джетове), които излъчват силно в радиодиапазона.

Въпреки че астрономите знаят как се хранят свръхмасивните черни дупки, остава една фундаментална загадка.

Наблюденията показват, че те са съществували още в ранната Вселена, малко след Големия взрив.

Това повдига логичния въпрос как подобни обекти са успели да се формират толкова бързо.

13 пъти над границата на растеж

Водещата теория за бързия ранен растеж е т.нар. свръх-Едингтонова акреция.

Според стандартната теория, излъчването, генерирано от падащата в черната дупка материя, отблъсква газа и установява горна граница на скоростта на растеж, наречена предел на Едингтон.

При определени условия обаче черните дупки могат временно да го надхвърлят. Това им позволява бързо да увеличат масата си за кратки в космически мащаб периоди.

За да проверят дали такъв екстремен растеж се е случвал в ранната Вселена, учените са използвали телескопа „Субару“.

Чрез него са измерили движението на газа в близост до квазара eFEDS J084222.9+001000, съществувал преди 12 милиарда години.

Наблюденията показват, че скоростта на акреция на неговата черна дупка е приблизително 13 пъти по-висока от предела на Едингтон.

Това, което прави този квазар особено впечатляващ, е, че въпреки изключително бързата акреция, той свети ярко както в рентгеновия, така и в радиодиапазона.

Тези характеристики противоречат на настоящите теоретични модели. И предполагат съществуването на все още неизвестни физични механизми.

Според една от хипотезите, ние наблюдаваме квазара по време на кратък преходен етап. Например, след внезапно увеличаване на притока на газ.

По този начин бързият скок в акрецията може да го е тласнал към свръх-Едингтоново състояние, като същевременно е запазил ярката си рентгенова корона и мощни джетове.

В бъдеще се очаква квазарът да премине към по-типичен режим.

Ако това предположение е вярно, откритието предоставя рядка възможност за наблюдение на временните промени в растежа на черните дупки в ранната Вселена. Това е важна стъпка към разбирането как тези обекти са се формирали толкова бързо, пише екипът на Subaru Telescope.