Космос был малышом, а черная дыра — гигантских размеров: новый объект ломает привычные теории происхождения Вселенной

Гигантская галактика GHZ2 резко выделяется среди зон активного образования новых звёзд — утверждает астрофизик Хорхе Завала.

Давно учёные гадают над тайнами появления первых массивных структур нашей Вселенной. Однако недавнее открытие удивительной галактики GHZ2 буквально перевернуло наши знания вверх ногами: оказывается, там обитала сверхмассивная чёрная дыра ещё в эпоху, когда Вселенная едва родилась — ей было всего-то около 350 млн лет. А ведь это менее трети процента от её теперешнего возраста!

Мы заглядываем в прошлое глазами «Джеймса Уэбба»

Астрономы смогли разглядеть таинственный объект GHZ2 благодаря возможностям космического телескопа «Джеймс Уэбб»: он ловко считывает инфра-красное излучение, которое легко пробирается сквозь облака космической пыли и несет нам самую раннюю информацию.

Видим мы не сегодняшнюю версию галактики, а древнейший свет, преодолевший расстояние длиной почти 13,4 млрд лет. За столь долгое путешествие сигнал заметно ослабел, изменился, однако бережно сохранил признаки тех древних времен.

Первые выводы исследователей опубликованы на ресурсе arXiv. Изучив подробный спектр галактики, ученые быстро поняли, насколько необычен этот объект: яркие эмиссионные линии здесь оказались совершенно нехарактерны для стандартных молодых галактик.

Какие подсказки спрятаны в спектре?

Особое внимание привлекла линия тройного ионизационного состояния углерода. Такое состояние возможно лишь при воздействии крайне сильного поля излучения, далеко выходящего за пределы возможностей обыкновенных звезд.

«Это значит, что здесь присутствуют условия невероятной интенсивности, способные отрывать три электрона подряд,» объясняет учёный Оскар Чавес Ортис.

Такие ситуации наблюдаются исключительно вокруг сверхактивных центров галактик, где сверхмассивные черные дыры пожирают вещество и выбрасывают фантастически мощный поток энергии.

Хорхе Завала подчёркивает, что мощность зафиксированных спектральных линий намного превосходит показатели обычных регионов звездообразования. Значит, дело тут явно не в обычных юных звездах, а в чём-то гораздо более масштабном и энергетическом.

Парадокс роста сверхгигантов

Предположим, внутри GHZ2 действительно находится сверхмассивная чёрная дыра. Тогда перед учёными встаёт важный вопрос: каким образом такая махина успела сформироваться так рано? Согласно современной науке, подобные объекты образуются постепенно и медленно накапливают массу на протяжении миллиардов лет. Однако существование GHZ2 заставляет усомниться в этом правиле: она возникла спустя слишком короткий срок, чтобы успеть развиться естественным путем.

Специалисты предлагают две гипотезы объяснения феномена:

• Изначальное рождение из маленького эмбриона: малюсенькая чёрная дырочка активно впитывала вещество, стремительно увеличиваясь до гигантских размеров.
• Прямой старт с тяжелого старта: возникновение уже крупного тела, избежавшего долгого процесса накопления массы.

Обе версии требуют внесения значительных поправок в существующие модели эволюции Вселенной. Если же природа GHZ2 окончательно подтвердится, нашим специалистам предстоит пересмотреть представление о ранних этапах жизни космоса.

Пока картина неполна

Вот загадка: хотя в спектре видны яркие следы мощных процессов, полная картина активности активной области ядра отсутствует. Есть предположение, что сияние галактики обеспечивают не только стандартные звёзды, но также и редчайшие суперзвезды-гиганты, масса каждой из которых может достигать сотни или тысячи масс Солнца.

Команда исследователей надеется провести дополнительные исследования: телескоп «Джеймс Уэбб» сделает детальные спектры, а обсерваторию ALMA привлечут для изучения движения холодного газа и общей структуры окружения галактики.