Международная команда учёных с использованием космического телескопа James Webb (JWST) обнаружила чёрную дыру, которая существует более 13 миллиардов лет и возникла всего через 400 миллионов лет после Большого Взрыва. Открытие, опубликованное в журнале Nature, вызвало изумление и получило высокую оценку в научном сообществе.

Галактика GN-z11, в центре которой космический телескоп «Джеймса Уэбб» обнаружил древнейшую из когда-либо обнаруженных чёрных дыр. Источник: NASA / ESA / P. Oesch

Эта чёрная дыра массой превосходит наше Солнце в миллионы раз, подвергая сомнению принятые представления о формировании и эволюции чёрных дыр. В настоящее время доминирует теория о том, что сверхмассивные чёрные дыры, расположенные в центрах галактик, в том числе нашего Млечного Пути, достигают своей массы за миллиарды лет. Но обнаруженная чёрная дыра указывает на то, что существуют альтернативные механизмы, как «рождение большими» или интенсивное поглощение вещества, что может играть важную роль в их формировании.

Главный автор исследования, профессор Роберто Майолино, отмечает: «Мы обнаружили эту огромную чёрную дыру на ранней стадии Вселенной, что, вероятно, заставит пересмотреть предыдущие теории. В самых ранних галактиках было изобилие газа, что могло обеспечить питание для чёрных дыр на таком раннем этапе».

Одна из ключевых деталей открытия — то, что чёрная дыра расположена в галактике GN-z11, удалённой от Земли на 13,4 миллиардов световых лет. Наблюдение чёрной дыры на таком огромном расстоянии позволяет исследователям заглянуть в прошлое Вселенной.

Учёные также отмечают активный процесс аккреции материи вокруг чёрной дыры в GN-z11, который происходит на более высоком уровне по сравнению с более поздними чёрными дырами. «Мы наблюдаем гораздо более интенсивное поглощение материи, чем это обычно наблюдается в поздних эпохах Вселенной», — говорит Майолино.

Телескоп JWST сыграл значительную роль в этом открытии. Запущенный в декабре 2021 года, он представляет собой наиболее мощный космический телескоп в истории и обладает уникальными способностями в области инфракрасной астрономии. JWST открывает новые перспективы для исследования Вселенной и может пролить свет на ещё более ранние чёрные дыры. Учёные выражают надежду на то, что дальнейшие наблюдения с использованием JWST помогут лучше понять различные механизмы формирования чёрных дыр, включая их начальные состояния и скорость роста.

Выводы исследования говорят о том, что структура Вселенной на самых ранних этапах была значительно сложнее и разнообразнее, чем предполагалось. Открытие этой чёрной дыры в галактике GN-z11 представляет собой лишь начало эпохального пути в понимании процессов, которые приводят к формированию и эволюции чёрных дыр.