Астрономи откриха най-далечната известна досега „спяща“ черна дупка. Тя се намира на повече от 10 милиарда светлинни години от Земята и масата ѝ е приблизително 6 милиарда пъти по-голяма от тази на Слънцето, пише Science.

Черната дупка е разположена в галактиката MRG-M0138

Тя е в „спящо“ състояние, което означава, че не поглъща активно газ и не излъчва светлина.

Обикновено астрономите забелязват черните дупки, когато са активни – тогава материята, падаща в тях, се нагрява и започва да свети толкова ярко, че може да бъде видяна от всяка точка на Вселената.

Тези активни черни дупки се наричат квазари – галактически ядра, които функционират като гигантски електроцентрали, изхвърлящи мощни потоци енергия в пространството.

Когато една черна дупка не се „храни“, тя е невидима

Затова учените е трябвало да измерят масата ѝ по косвен път, като са наблюдавали движението на звездите около центъра на галактиката. Звездите, които са по-близо до черната дупка, се движат по-бързо от тези, които са по-далеч.

Именно по тази разлика в скоростите екипът е изчислил колко мощна гравитация се крие в центъра. Този метод, наречен „звездна динамика“, досега се е прилагал само за близки галактики. За първи път той дава резултат на такова огромно разстояние.

Преди MRG-M0138, най-далечната галактика, за която е използван този метод, се намираше на около 700 милиона светлинни години от нас.

Новото откритие подобрява този рекорд цели 15 пъти.

Наблюдението на движението на звезди в галактика на 10 милиарда светлинни години е почти невъзможна техническа задача.

Екипът обаче се е справил благодарение на две неща.

Първото е телескопът „Джеймс Уеб“, който улавя светлина с безпрецедентна чувствителност.

Второто е гравитационната леща – между Земята и MRG-M0138 се намира друга галактика, която със своята гравитация е изкривила и усилила светлината от далечния обект.

В резултат на това изображението е увеличено 30 пъти, което е позволило на учените да разгледат вътрешната структура на галактиката с недостижима иначе детайлност.

Гравитационната леща е ефект, предсказан от Общата теория на относителността на Айнщайн.

Според нея масивно тяло, като например галактика, действа като огромна лупа и изкривява лъчите светлина, преминаващи близо до него. На снимките от „Джеймс Уеб“ далечната галактика MRG-M0138 се вижда четири пъти, тъй като светлината ѝ заобикаля лещата от няколко страни.

Тази черна дупка е съществувала, когато Вселената е била само на около 3 милиарда години – приблизително една пета от сегашната ѝ възраст.

Въпреки това, още тогава тя е натрупала маса, сравнима с най-тежките черни дупки, познати днес. Това поставя пред астрофизиците въпроса как изобщо е успяла да порасне толкова бързо.

По всичко личи, че MRG-M0138 е преживяла период на бурна активност в миналото

Самата галактика също изглежда „мъртва“. В нея вече не се раждат нови звезди. Учените предполагат, че докато черната дупка е растяла бързо, тя е изхвърляла толкова много енергия в пространството, че е нагряла или изтласкала целия газ в галактиката.

Тъй като газът е материалът, от който се образуват звездите, без него звездообразуването е спряло.

Досега връзката между растежа на черните дупки и „угасването“ на галактиките се е изучавала само при сравнително близки обекти.

Сега учените знаят, че тази връзка е съществувала още в ранната Вселена.

Изследователите се надяват, че „Джеймс Уеб“ ще помогне за откриването и на други подобни обекти, което ще позволи да се разбере как черните дупки са формирали галактиките през първите милиарди години след Големия взрив.