Японські астрономи виявили неймовірну надмасивну чорну діру в первісному Всесвіті, яка розвивається з вкрай високою швидкістю та випромінює потужні рентгенівські і радіохвилі, згідно з інформацією з Interesting Engineering. Це відкриття, зроблене дослідниками з університетів Васеда і Тохоку, ставить під питання усталені теорії та свідчить про те, що важливі фізичні процеси в ранньому Всесвіті ще слабо зрозумілі.
“Група виявила далекий квазар – активну надмасивну чорну діру, що активно «живиться», – за допомогою телескопа Subaru. Цей об’єкт існував, коли Всесвіту було менше ніж 1,5 млрд років. Чорна діра перебуває в стані дуже швидкої акреції, водночас яскраво світиться в рентгенівському спектрі та випромінює потужне радіовипромінювання з джета”, – відзначається в статті.
Таке поєднання ознак, як підкреслюють дослідники, не передбачено більшістю теоретичних моделей.
Межа Еддінгтона
Надмасивні чорні діри, маса яких може перевищувати масу Сонця в мільйони або мільярди разів, зазвичай розташовані в центрах більшості галактик. Вони збільшуються в розмірах, поглинаючи навколишній газ – переважно водень і гелій – з своїх галактик.
Під час падіння газу в чорну діру утворюється компактна область гарячої плазми – корона, яка випромінює рентгенівські промені. Окрім цього, деякі надмасивні чорні діри створюють джети – потоки речовини, що активно випромінюють у радіодіапазоні.
Проте, якщо газ підходить занадто швидко, випромінювання починає чинити зворотний тиск на падаючу речовину, уповільнюючи цей процес, пояснюють вчені. Таким чином, з’являється так званий ліміт Еддінгтона – умовний «швидкісний поріг» акреції.
В окремих випадках чорні діри можуть тимчасово перевищувати цю межу – явище, яке називається надеддінгтонівською акрецією, дозволяючи їм швидко нарощувати масу. Проте зазвичай вважається, що під такими умовами високочастотне випромінювання та активність джетів мають знижуватися.
Щоб дослідити можливість такого екстремального зростання в ранньому Всесвіті, вчені застосували ближньоінфрачервоний спектрограф MOIRCS на телескопі Subaru. Вони оцінили рух газу поблизу чорної діри та визначили її масу за допомогою емісійної лінії Mg II. Рентгенівські спостереження показали, що чорна діра поглинає матерію зі швидкістю приблизно в 13 разів більшою за межу Еддінгтона, що робить її однією з найшвидше зростаючих у своєму класі.
“Це відкриття може допомогти нам зрозуміти, як надмасивні чорні діри змогли так швидко з’явитися в ранньому Всесвіті”, – зазначила провідна авторка дослідження, науковець університету Васеда Сакіко Обучі.
Крім того, дослідники зафіксували яскраве рентгенівське та сильне радіовипромінювання, що вказує на активну корону та потужний джет. Існуючі моделі надеддінгтонівської акреції припускають, що за таких рекордних темпів зростання ці явища мають бути слабкими або навіть зникати.
“Ми прагнемо з’ясувати, що саме забезпечує таку інтенсивність рентгенівського та радіовипромінювання, і чи могли подібні об’єкти досі залишатися непоміченими в оглядових даних”, – йдеться в пресрелізі університету Васеда.
Досліджувачі вважають, що квазар знаходиться в короткочасній перехідній фазі, коли потужний приплив газу перевищив межу Еддінгтона, а корона і джет ще не встигли зменшити свою активність.
У разі підтвердження, спостереження можуть надати унікальний «знімок» швидкого зростання чорних дір у ранньому Всесвіті – процесу, що надзвичайно складно зафіксувати. Це також може прояснити питання швидкого розвитку галактик, адже потужні джети можуть впливати на формування зір під час бурхливого розвитку чорних дір.
Вітер та рухи астронавтів можуть стати джерелом енергії для космічних кораблів: як це можливо
Нагадаємо, що вчені висунули ідею створення трибоелектричних наногенераторів (TENG), які можуть стати революційним рішенням для космічних досліджень. Це легкі генератори, які перетворюють механічний рух в електроенергію, що може бути використана. За словами дослідників, TENG здатні зменшити залежність від громіздких батарей. Кажуть, що це надзвичайно компактні «енергетичні пластирі», які можуть бути надруковані, складені та розміщені усередині малих супутників для космічних експериментів або бути вбудованими прямо в рукавички космонавтів.
