Сверхмассивные чёрные дыры давно остаются одной из главных загадок астрофизики. Эти колоссальные объекты, масса которых достигает миллионов или даже миллиардов солнечных масс, находятся в центре практически каждой крупной галактики. Однако происхождение таких аномальных объектов до сих пор вызывает споры среди учёных. Новое астрономическое открытие, сделанное при помощи телескопа «Джеймс Уэбб», может пролить свет на механизм их формирования.

Уникальное открытие в рамках проекта COSMOS-Web

Группа исследователей из Йельского университета (США) в рамках одного из самых масштабных обзоров неба — COSMOS-Web — обнаружила уникальное космическое явление. На расстоянии около 8,3 миллиарда световых лет от Земли астрономы зафиксировали слияние двух дисковых галактик, формирующих структуру, напоминающую знак бесконечности (∞). Новый объект получил соответствующее название — галактика «Бесконечность» (Infinity).

В каждой из двух сливающихся галактик в центре наблюдаются яркие пятна — это, предположительно, сверхмассивные чёрные дыры. Однако внимание учёных привлекло третье яркое пятно, расположенное в зоне пересечения этих галактик. В этом месте, согласно моделям, не должно находиться чёрной дыры, однако данные телескопа говорят об обратном.

Возможное формирование сверхмассивной чёрной дыры из газа

Анализируя спектральные данные в разных диапазонах волн, учёные пришли к выводу, что они, вероятно, наблюдают момент рождения сверхмассивной чёрной дыры. Причиной образования такого объекта может быть коллапс плотного межзвёздного газового облака, сжатого в результате галактического столкновения.

По одной из гипотез, подобные процессы были возможны в ранней Вселенной — спустя несколько сотен или тысяч лет после Большого взрыва, когда массивные газовые облака под действием собственной гравитации могли схлопываться в чёрные дыры без участия звёзд. Однако для более поздней космической эпохи, в которую попадает галактика «Бесконечность», такой сценарий считался крайне маловероятным.

Исследователи предполагают, что именно ударные волны и гравитационное сжатие, возникшие при слиянии двух галактик, создали уникальные условия для формирования новой сверхмассивной чёрной дыры «с нуля».

«Во время столкновения происходит сжатие газа, что может привести к образованию плотного узла, способного коллапсировать в чёрную дыру. Это одно из наиболее убедительных подтверждений существования подобного механизма, которое нам удалось наблюдать», — отмечают учёные из Йельского университета.

Почему это открытие важно для науки

Если дальнейшие наблюдения подтвердят гипотезу о спонтанном рождении сверхмассивной чёрной дыры, это станет одним из первых экспериментальных доказательств ранее теоретически предсказанного сценария. Такой механизм может объяснить, как в ранней Вселенной могли появляться сверхмассивные чёрные дыры без участия массивных звёзд — напрямую из газа.

Заключение

Галактика «Бесконечность» открывает новые горизонты в понимании процессов, происходящих в космосе. Это открытие может изменить представления учёных о том, как формируются сверхмассивные чёрные дыры, и помочь ответить на один из ключевых вопросов современной астрофизики — как в молодой Вселенной за короткое время могли появиться столь массивные объекты.