Открытие черной дыры, которая питает самый яркий объект во Вселенной и пожирает эквивалент Солнца в день

Сверхмассивная черная дыра, питающая самый яркий объект во Вселенной (квазар), ежедневно поглощает эквивалент массы одного Солнца. Расположенный на расстоянии около 12 миллиардов световых лет, этот космический монстр имеет массу, почти в 17 миллиардов раз превышающую массу Солнца, и является самой быстрорастущей черной дырой из когда-либо наблюдавшихся. По мнению астрономов, этот рекорд, возможно, никогда не будет побит.

Квазары – это чрезвычайно светящиеся галактические ядра, питаемые сверхмассивной черной дырой, масса которой обычно составляет от нескольких миллионов до нескольких десятков миллиардов солнечных масс. Первый квазар был обнаружен в 1963 году и первоначально был ошибочно принят за необычно яркую звезду. Однако огромное количество выделяемой энергии можно было объяснить только присутствием сверхмассивной черной дыры, которая преобразует гравитационную энергию в тепло и свет, формируя аккреционный диск с захваченной материей.

В настоящее время зарегистрировано около миллиона квазаров, которые считаются индикаторами быстрого роста сверхмассивных черных дыр. В наиболее ярких из них, как правило, находятся самые быстрорастущие сверхмассивные черные дыры. Среди наиболее примечательных – J0100 2802, открытая в 2015 году и являющаяся домом для черной дыры массой 10 миллиардов солнечных масс (с индексом красного смещения 6,3). Чуть позже, в 2018 году, был обнаружен J2157 3602, еще более яркий квазар, в котором находится черная дыра массой 24 миллиарда солнечных масс.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, ученые установили новый рекорд для квазара под названием J0529-4351. С красным смещением 3,9 он является самым ярким объектом, наблюдавшимся до сих пор. Такая яркость говорит о том, что сверхмассивная черная дыра в его центре — самая быстрорастущая из всех наблюдаемых.

“Невероятная скорость роста означает также колоссальное выделение света и тепла“, — пояснил в пресс-релизе ведущий автор исследования Кристиан Вольф из Австралийского национального университета в Канберре. “Поэтому она также является самым светящимся объектом во Вселенной. Она в 500 000 миллиардов раз ярче нашего Солнца“, — сказал он.

Самый быстрый рост из когда-либо зарегистрированных

J0529-4351 была впервые обнаружена с помощью 2,3-метрового телескопа в обсерватории Сайдинг-Спринг, расположенной недалеко от Кунабарабрана в Новом Южном Уэльсе (Австралия). Исследователи также обнаружили его присутствие, изучив картографические данные космической обсерватории Gaia, которые могут включать необычно яркие объекты, которые иногда ошибочно идентифицируются как звезды.

Чтобы подтвердить его природу и проанализировать свойства, специалисты использовали Очень большой телескоп (VLT) Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили. С помощью спектрометра высокого разрешения VLT был проведен анализ света J0529-4351 и сделан вывод о том, сколько его производит аккреционный диск сверхмассивной черной дыры.

Спектральный анализ показал, что масса черной дыры почти в 17 миллиардов раз больше массы Солнца. Ее аккреционный диск составляет почти 7 световых лет в поперечнике, что на 50 % больше, чем расстояние между нашей Солнечной системой и ближайшей звездой Альфа Центавра. Это делает его самым большим аккреционным диском из когда-либо наблюдавшихся. Такие колоссальные размеры позволяют предположить, что ежегодно он поглощает феноменальное количество материи — до 413 солнечных масс, что примерно эквивалентно одному Солнцу в день!

“Она похожа на гигантскую магнитную бурю с температурой в 10 000 градусов Цельсия, молниями повсюду и ветрами, дующими так быстро, что они обогнут Землю за секунду“, — объясняет Вольф. “Удивительно, что она до сих пор оставалась незамеченной, учитывая то, что мы знаем о многих других менее впечатляющих черных дырах“, — добавил его коллега Кристофер А. Онкен, который также принимал участие в исследовании.

Учитывая, что ее свету потребовалось 12 миллиардов лет, чтобы достичь нас, это позволяет предположить, что она уже начала “питаться”, когда Вселенная была еще очень молода и материя двигалась беспорядочно. Это позволяет предположить, что J0529-4351 могла легче поглощать материю, что, вероятно, и объясняет ее исключительно быстрый рост.

Хотя J0529-4351 достаточно яркая, чтобы ее можно было как следует наблюдать с помощью нынешних приборов, модернизация VLT (ведущаяся в рамках проекта Gravity+) обеспечит большее разрешение для ее дальнейшего изучения. Различные части аккреционного диска можно будет проанализировать гораздо более детально, предполагают исследователи.