Благодарение на космическия телескоп „Джеймс Уеб“ (JWST) астрономите успяха да надникнат в механизмите, чрез които свръхмасивните черни дупки се хранят. Наблюденията биха могли да помогнат на учените да разкрият как свръхмасивните черни дупки с маса, милиони, а често дори милиарди пъти по-голяма от тази на Слънцето, са нараснали толкова бързо толкова скоро след Големия взрив.

Въпреки че всички големи галактики имат свръхмасивни черни дупки в сърцевината си, някои от тях са „спящи гиганти“, които поглъщат малко от околния газ и прах, докато други се хранят ненаситно и действат като двигатели на ярките централни галактични области, наречени активни галактични ядра (AGN). Тези хранещи се черни дупки също изхвърлят материя от полюсите си под формата на струи, които могат да изтласкват газ и прах — суровината, необходима за образуването на звезди — извън галактиките-гостоприемници, като по този начин прекъсват раждането на звезди и на практика „убиват“ тези галактики.

Освен това тези мощни космически титани стават наистина загадъчни, когато астрономите, използващи телескопа JWST, ги забелязват още преди Вселената да е навършила дори 1 милиард години. Причината е, че механизмите, чрез които черните дупки поглъщат материя, за да растат, а след това се сливат, за да създадат още по-масивни черни дупки, би трябвало да отнемат поне 1 милиард години, за да достигнат статута на свръхмасивни. Това е още по-объркващо, защото теориите също така твърдят, че най-гладните черни дупки (и следователно най-бързо растящите) би трябвало също да изтласкват материята, която използват за този растеж, като по този начин на практика се поставят на диета. И така, като имаме предвид всичко това, как супермасивните черни дупки са расли толкова бързо в ранната вселена?

Едно обяснение предполага, че свръхмасивните черни дупки изтласкват газа, като се лишават от храна, както е предсказано, но също така, че тази материя в крайна сметка се охлажда и пада обратно към черната дупка. Това би позволило още един период на хранене и съответно растеж.

Това обяснение допълнително предполага, че докато този газ се охлажда, той образува „ленти“ или нишки от газ, широки едва няколкостотин светлинни години, но простиращи се на хиляди светлинни години. Те биха се върнали обратно към центъра на галактиката и биха образували въртящ се диск около намиращата се там черна дупка, като отново биха я подхранвали и биха предизвикали нов период на растеж. Това от своя страна би възстановило струите от черната дупка, които отново биха прекъснали захранването на космическия титан, позволявайки на целия процес да започне отначало.

Процесът по същество би представлявал саморегулиращ се цикъл на преяждане, последвано от гладуване. Връзката между тези нишки и свръхмасивните черни дупки обаче е оставала неясна, което означава, че този механизъм не е бил потвърден.

„Това, което JWST разкрива, е, че черните дупки може би са най-големите космически рециклиращи системи“, заявява ръководителката на екипа Джули Хлавачек-Ларондо от Университета в Монреал. „Те излъчват огромни количества енергия, които загряват околното пространство, но същият този газ по-късно може да се охлади и да се превърне в тънки нишки, които падат обратно навътре и отново захранват черната дупка. Най-накрая наблюдаваме този самоподдържащ се цикъл в действие.“

За да разкрие тайната на „лакоми“ черни дупки, телескопът „Джей Уест“ насочи вниманието си към сравнително близък активно галактическо ядро, намиращо се в сърцевината на централната галактика от купа „Кентавър“ – NGC 4696, разположена само на 145 милиона светлинни години от Земята.

Космическият телескоп „Хъбъл“ вече беше изследвал тази галактика, като разкри странен, приличащ на кука вихър от газ в близост до централната свръхмасивна черна дупка на NGC 4696. Сега новият телескоп доразви това откритие, като създаде подробна карта на газовите потоци в сърцевината на галактиката. Това разкри, че образуванието във формата на кука е с ширина около 800 светлинни години и се състои от газ, движещ се с невероятни скорости от 600 километра в секунда.

Още по-вълнуващо е, че вихърът от газ изглежда е свързан с огромна нишка от материя, падаща към централната свръхмасивна черна дупка. Екипът сравни наблюденията на JWST с компютърна симулация и установи, че газът в сценария с падащия филамент действително би придобил форма, подобна на тази, наблюдавана в NGC 4696.

Снимка: Unsplash/Robert Lea/ NASA/ESA/CSA/STScI/J. Hlavacek-Larrondo, et al. 2026

Виж още: Гигантски подводен град от 60 млн. гнезда на риби се крие под ледения шелф на Антарктика