Дълбоко в далечната Вселена астрономите откриха черна дупка, която изглежда нарушава обичайните правила за това колко бързо могат да растат тези космически чудовища.

Обектът, наречен RACS J0320-35, е толкова далеч, че светлината му е пътувала 12.8 милиарда години, за да достигне до нас, което означава, че го виждаме само 920 милиона години след Големия взрив.

Дори в този ранен период черната дупка вече е достигнала маса около милиард пъти по-голяма от тази на Слънцето и е излъчвала рентгенови лъчи по-ярко от всяка друга черна дупка, открита през първия милиард години от съществуването на Вселената.

Заедно тези факти разкриват една изненадваща история. Черната дупка изглежда поглъща материя много по-бързо от нормалната теоретична граница. „Беше малко шокиращо да видим тази черна дупка да расте с гигантски скокове“, казва Лука Игина, автор на проучването за RACS J0320-35.

Изследването започна с ярък отдалечен обект, известен като RACS J0320-35, за първи път забелязан при голямо радиопроучване с помощта на Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP).

Последващите наблюдения с телескопи в Чили, включително Dark Energy Camera и Gemini South Telescope, потвърдиха разстоянието му и разкриха, че това е квазар – галактика, захранвана от супермасивна черна дупка, поглъщаща газ и блестяща толкова ярко, че засенчва цели галактики.

Едва след рентгеновите наблюдения на телескопа „Чандра“ през 2023 г. астрономите разбраха какво прави този квазар различен. Когато материята попада в черна дупка, тя се нагрява и излъчва светлина, включително мощни рентгенови лъчи.

Обикновено този процес е ограничен от нещо, наречено граница на Едингтън – точка на равновесие, в която изходящото налягане на радиацията предотвратява попадането на повече материя. Представете си го като естествен ограничител на скоростта, с която черната дупка може да расте. Изненадващо данните показаха, че RACS J0320-35 нарушава това космическо скоростна ограничение.

Черната дупка изглежда расте с около 2.4 пъти повече от границата на Едингтън, което означава, че тя консумира еквивалента на 300 до 3000 Слънца материал всяка година. Това е най-бързият темп, наблюдаван някога за черна дупка през първия милиард години от съществуването на Вселената.

Досега астрономите смятаха, че единственият начин ранните черни дупки да достигнат милиард слънчеви маси е, ако са се родили вече огромни, около 10 000 пъти по-големи от масата на Слънцето, в резултат на директния колапс на гигантски девствени газови облаци.

Ако обаче RACS J0320-35 наистина се е хранила с такива екстремни темпове за дълги периоди, тя може да е започнала много по-малка, с маса под 100 Слънца, като черните дупки, образувани от смъртта на масивни звезди. Това би отворило нов път за обяснение на това как са се появили тези космически гиганти.

„Като знаем масата на черната дупка и изчислим колко бързо расте, можем да работим назад, за да оценим колко масивна е била при раждането си. С този изчисление сега можем да тестваме различни идеи за това как се раждат черните дупки“, обяснява Алберто Морети, един от авторите на проучването и изследовател в INAF-Osservatorio Astronomico di Brera в Италия.

Следователно това откритие е нещо повече от просто рекорд. То оспорва отдавна утвърдени теории за раждането и растежа на черните дупки и може да промени разбиранията ни за еволюцията на ранната вселена.

Ако черните дупки могат да растат толкова бързо, учените може би няма да се налага да прибягват до екзотични, редки условия, за да обяснят съществуването на черни дупки с маса от милиарди слънчеви маси толкова скоро след Големия взрив. Вместо това обикновените черни дупки, образувани от колапсиращи звезди, може би са имали шанс да нараснат бързо при подходящи условия.

Остава обаче един голям въпрос: дали RACS J0320-35 наистина поддържа този екстремен растеж в продължение на стотици милиони години, или просто преминава през краткотраен период на интензивно хранене? Освен това как точно неговите мощни струи са свързани с този бърз растеж?

За да намерят отговори, астрономите планират да търсят и изучават повече квазари, които нарушават правилата, с помощта на телескопа „Чандра“ и предстоящи обсерватории.

Снимка: Unsplash

Виж още: Кондензът надигна грозната си глава в камерата на iPhone Air само след ден употреба