Žemę pasiekė signalas apie aptiktą didžiausią iki šiol supermasyvią juodąją skylę – kur ji yra?

Supermasyvios juodosios skylės randamos daugumos galaktikų centruose. Jų masės gali siekti net milijardus Saulės masių. Kaip jos atsirado – vis dar iki galo neaišku. Problema čia tokia, kad juodoji skylė negali augti neribotai greitai; maksimalią spartą riboja dabartinė skylės masė.

Tokia sąlyga reiškia, kad juodosios skylės augimas gali būti eksponentinis; kuo mažesnė juodoji skylė, tuo lėčiau ji auga.

Jei supermasyvios juodosios skylės išaugo iš žvaigždinės masės – 10-100 kartų masyvesnių už Saulę – joms reikėjo bent kelių šimtų milijonų metų, kad užaugtų iki supermasyvių dydžių. Tikslūs skaičiai priklauso nuo modelio detalių.

Alternatyvus modelis teigia, kad pradinės juodosios skylės buvo daug masyvesnės – maždaug 100 tūkstančių Saulės masių – todėl joms augti reikėjo daug mažiau laiko. Patikrinti, kuris modelis teisingesnis, padeda ekstremalių juodųjų skylių atradimai.

Ekstremalios šiuo atveju yra tokios juodosios skylės, kurios randamos kuo anksčiau po Didžiojo sprogimo ir yra kuo masyvesnės.

Dabar aptikta nauja tokio ekstremalumo rekordininkė – 459 milijonų metų amžiaus Visatoje buvusi 10-100 milijonų Saulės masių juodoji skylė.

Aptikti ją padėjo, žinoma, Jameso Webbo teleskopas. Bet net ir jo jautrumo nebūtų užtekę, jei ne sėkmingas kosminis išsidėstymas – atrastoji juodoji skylė yra galaktikoje, tarp kurios ir mūsų įsiterpęs masyvus galaktikų spiečius. Jo gravitacija iškreipė tolimos galaktikos šviesą ir ją paryškino, tarsi lęšis.

Ieškodami galimo aktyvaus branduolio, mokslininkai į galaktiką nukreipė Chandra rentgeno spindulių teleskopą, kuriuo ir aptiktas ryškus spindulių šaltinis. Apskaičiuota juodosios skylės masė prilygsta visos galaktikos žvaigždžių masei; toks santykis gerokai didesnis nei aplinkinėje Visatoje, kur jis įprastai tesiekia 0,1 proc.

Užaugti šiai juodajai skylei reikėjo labai greitai – pirmosios žvaigždės Visatoje atsirado praėjus 100-180 milijonų metų po Didžiojo sprogimo, tad jei ji augo nuo žvaigždės liekanos, turėjo mažiau nei 350 milijonų metų pasiekti stebimai masei.

Tą padaryti įmanoma tik ekstremaliu atveju – jei juodąją skylę visada būtų maitinęs maksimalus įmanomas dujų srautas. Alternatyviam modeliui paaiškinti tokią didelę masę lengviau; iš kitos pusės, pagal šį modelį 450 milijonų metų Visatoje turėtų būti ir masyvesnių juodųjų skylių, tad reikės palaukti, ar tokių irgi pavyks atrasti.

Tyrimo rezultatai publikuojami „Nature Astronomy“.