Ако сте си мислили, че имате ненаситен апетит, знайте, че не можете да стъпите и на малкия пръст на една новооткрита свръхмасивна черна дупка.

Обектът, разположен в центъра на квазар, наречен J0529-4351, поглъща ежедневно газ и прах, които в общи линии се равняват на около едно Слънце. Нещо повече, той е огромен – с маса около 17 милиарда Слънца.

Това е най-гладната черна дупка, която сме забелязвали досега, казва екип от астрономи под ръководството на Кристиан Волф от Австралийския национален университет. Тя расте толкова бързо, че на практика е на максималната граница на количеството материал, което може да акумулира.

Учените смятат, че тази черна дупка ще ни даде възможност да разберем как свръхмасивните обекти от този тип растат и еволюират в крайния край на скалата. Но също така е и наистина страхотна.

Свръхмасивните черни дупки са нещо умопомрачително. Тяхната маса е от милиони до милиарди пъти по-голяма от тази на Слънцето и обикновено се намират в центровете на галактиките – едно гигантско гравитационно образувание, около което се върти цялата галактика.

Работата е там, че учените всъщност не знаят как са се получили по този начин. Много по-малки черни дупки - такива, които са няколко десетки слънчеви маси - се образуват от директния колапс на ядрата на масивни звезди, когато те умират, и могат да нарастват чрез сблъсъци с други черни дупки със звездна маса.

Но свръхмасивните черни дупки са твърде големи, за да може този начин на формиране да бъде ефективен, особено в ранния етап от историята на Вселената.

Съществуват и други теоретични методи за образуване, но един от начините да разберем по-добре как свръхмасивните черни дупки стават толкова големи, е като търсим такива, които растат, и ги изучаваме. Тук на сцената се появяват квазари като J0529-4351. Това са галактики с черни дупки в центъра им, които се хранят ненаситно.

Самата черна дупка е разположена в средата на гигантска и бурна маса от материал, който се завихря около нея и я подхранва – досущ като вода, стичаща се в канализация.

Интензивното триене и гравитацията карат този материал да се нагрява до милиарди или дори трилиони градуси, като пламва ярко в пространството със светлина в целия спектър. Астрономите могат да изследват тази светлина, да я разграничат, за да установят свойствата на черната дупка в нея.

Квазарът J0529-4351, заснет от Dark Energy Survey. На преден план се вижда и едно червено джудже. (Wolf et al., Nat. Astron., 2024)

J0529-4351 е квазар, открит в Космическото пладне, около 1,5 милиарда години след Големия взрив. Това е много рано в историята на Вселената - светлината му е пътувала повече от 12 милиарда години, за да достигне до нас - което прави огромната му маса от 17 до 19 милиарда пъти по-голяма от масата на Слънцето (не е най-масивният, виждана някога, но определено е близо) трудна за разбиране.

Въпреки това скоростта, с която черната дупка поглъща материя, може да хвърли известна светлина върху колосалния ѝ размер. Волф и екипът му изчисляват, че черната дупка нараства със скорост от около 370 слънчеви маси годишно. Това е малко повече от масата на Слънцето, която пада върху черната дупка всеки ден.

Като се има предвид масата на черната дупка, това е много близо до границата, известна като границата на Едингтън. В случая става дума за максималната стабилна скорост, с която една черна дупка може да се храни. Тя може за кратко време да претърпи свръхедингтонско акретиране, но при тези темпове материалът започва да свети толкова силно, че радиационното налягане ще го изтласка около черната дупка, докато той се окаже извън гравитационния обхват.

Това означава, че черната дупка, която захранва J0529-4351, расте толкова бързо, колкото е способна. Всъщност много квазари изглежда са с черни дупки, близки до акрецията на Едингтън, но J0529-4351 е един от най-добрите примери. Това е най-ярката и най-напористата свръхмасивна черна дупка, която сме виждали досега.

"По отношение на светимостта и вероятния темп на растеж", пишат изследователите, "J0529-4351 е най-екстремният известен квазар."

Има много неща, които все още не разбираме за J0529-4351. Механизмите за масивната му акреция все още не са известни; по-внимателно разглеждане с помощта на Големия милиметров/субмилиметров масив на Атакама в Чили може да разкрие как се движи газът в галактиката и как се върти самата тя. Екипът се надява да открие и други екстремни квазари, които се крият в далечните краища на пространството и времето.

Въпреки че такива екстремни примери за тези обекти са рядкост, Волф и колегите му вярват, че в необятния и прекрасен космос има още такива, които чакат да бъдат открити.

Изследването е публикувано в Nature Astronomy.

Източник: Science Alert