Надмасивна чорна діра з масою в 9 млн разів більше сонячної існувала приблизно через 570 млн років після Великого вибуху.
Міжнародна група астрофізиків представила перші результати проекту «Наукове дослідження космічної еволюції» (CEERS) — аналізу раннього Всесвіту на основі знімків, отриманих за допомогою космічного телескопа «Джеймс Вебб». Дослідники виявили найранішу відому надмасивну чорну діру і 11 галактик, які існували, коли Всесвіту було від 470 до 675 млн років.
Надмасивна чорна діра знаходиться в центрі невеликої галактики CEERS 1019. За оцінкою, вік Всесвіту на момент спостереження становив близько 570 млн років. Ця чорна діра відрізняється від інших відомих об’єктів раннього Всесвіту відносно маленькою масою: близько 9 млн сонячних мас. Інші відомі надмасивні чорні діри раннього Всесвіту перевершують нашу зірку в мільярди разів.
Спектр випромінювання від чорної діри, що існувала через 578 років після Великого вибуху. Зображення: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak ( STScI ), S. Finkelstein ( UT Austin ), R. Larson ( UT Austin ), P. Arrabal Haro ( NSF’s NOIRLab )
Космологічні теорії передбачали існування в ранньому Всесвіті надмасивних чорних дір, які можна порівняти з тією, що розташована в центрі Чумацького Шляху (4,6 млн сонячних мас). Але дотепер їх не вдавалося спостерігати. Знімки, зроблені «Веббом», переповнені інформацією, відзначають дослідники.
Дослідники проаналізували спектральні дані і розділили випромінювання, яке виходить від галактики і від надмасивної чорної діри в її центрі. Аналіз показав, що візуально галактика CEERS 1019 нагадує три яскравих згустки, а не один цілісний диск. Можливо, злиття кількох ранніх галактик підштовхнуло зростання чорної діри і стимулювало зореутворення в цій далекій галактиці.
Розподіл надмасивних чорних діра по масі і віку Всесвіту: більшість об’єктів, відкритих іншими телескопами набагато масивніше. Зображення: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak ( STScI ), Steve Finkelstein ( UT Austin )
Іншим результатом огляду CEERS стало відкриття ще двох надмасивних чорних дір, розташованих трохи ближче до Землі. Перша розташована в галактиці CEERS 2782 і існувала через 1,1 млрд років після Великого вибуху, друга — в CEERS 746 через 1 млрд років. Подібно CEERS 1019 обидві ці чорні діри істотно легше раніше ідентифікованих структур того часу.
Спектральний аналіз двох надмасивних чорних дір, що існували приблизно через 1 млрд років після Великого вибуху. Зображення: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak ( STScI ), S. Finkelstein ( UT Austin ), R. Larson ( UT Austin ), P. Arrabal Haro ( NSF’s NOIRLab )
Дослідники вважають, що надмасивні чорні діри з відносно невеликою масою могли бути широко поширені на зорі розвитку Всесвіту, але можливості телескопів досі просто не дозволяли їх спостерігати. Якщо це так, то CEERS 1019 недовго буде утримувати свій рекорд, і незабаром будуть знайдені ще більш давні і далекі надмасивні чорні діри.