Недавно астрономы, используя данные космического телескопа Джеймса Уэбба и космической рентгеновской обсерватории «Чандра», исследовали черную дыру, известную как LID-568, которая поглотила более семи миллионов солнечных масс всего за 12 миллионов лет. Этот феноменальный рост ставит под сомнение существующие теории, ведь он превышает теоретические пределы аккреции, установленные сэром Артуром Эддингтоном.
LID-568, которую мы видим такой, какой она существовала всего через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва, была впервые обнаружена обсерваторией «Чандра» по светящимся объектам, излучающим рентгеновские лучи в дальней Вселенной. Рентгеновские лучи, исходящие от нее, свидетельствуют о том, что газ, стремящийся к черной дыре, образует горячий диск, испускающий мощное излучение. Астрономы измерили потоки из черной дыры и выяснили, что их скорость достигает 600 километров в секунду, что в 40 раз превышает предел Эддингтона. Это открытие поднимает важные вопросы о механизмах, способствующих столь быстрому росту черных дыр в ранней Вселенной.
Так нарушает ли эта черная дыра законы физики? Не обязательно. Суперэддингтоновская аккреция, наблюдаемая у LID-568, может поддерживаться лишь в течение ограниченного времени, прежде чем обратная связь сдует аккрецирующий газ. Этот механизм не нов, ранее астрономы уже фиксировали подобные случаи, которые могли объяснить, как сверхмассивные черные дыры достигали таких размеров так быстро. Однако LID-568 выделяется как самый яркий пример этого явления.
Исследования показывают, что черные дыры могут начинать свою жизнь как «семена», образованные различными механизмами. Например, массивные звезды, умирая, оставляют черные дыры звездной массы, или происходит гравитационный коллапс массивного газового облака, формируя промежуточные черные дыры. Моделирование, проведенное командой Су и Шарвэхтера, указывает на то, что LID-568, вероятно, возникла как «легкая» черная дыра массой около 100 солнечных масс, начав аккрецию 12 миллионов лет назад в центре гигантского молекулярного облака.
Это открытие также предполагает, что значительная часть роста массы может происходить в короткие эпизоды быстрого питания, независимо от того, возникла ли черная дыра из легкого или тяжелого семени. Тем не менее, такой быстрый всплеск аккреции не может длиться вечно; в конечном итоге предел Эддингтона возобладает. В настоящее время LID-568 составляет 7,2 миллиона солнечных масс, в то время как черная дыра Стрельца A* в нашей галактике весит 4,1 миллиона солнечных масс. Суперэддингтоновская аккреция может быть эпизодической: разогретый газ, выброшенный черной дырой, может остыть и вернуться обратно. Таким образом, LID-568, возможно, завершает свой основной этап аккреции, но новые возможности для поглощения могут вскоре появиться.
