Группа астрономов объявила об открытии самой далекой из подтвержденных черных дыр — космического гиганта, сформировавшегося всего через 500 миллионов лет после Большого взрыва, когда возраст Вселенной составлял лишь 3% от нынешнего. Этот прорыв не только устанавливает новый рекорд, но и заставляет пересмотреть представления о происхождении и росте сверхмассивных черных дыр.

«Это практически предел наших текущих возможностей в поиске черных дыр», — заявил Энтони Тейлор, ведущий автор исследования из Университета Техаса. — «Мы достигли границ технологий, доступных сегодня».

Объект, масса которого оценивается в 300 миллионов солнечных масс, расположен в центре галактики CAPERS-LRD-z9, обнаруженной телескопом Джеймса Уэбба (JWST) в рамках исследования ранних галактик. Примечательно, что черная дыра составляет почти половину массы всех звезд своей галактики, что ставит под сомнение современные модели галактической эволюции.

CAPERS-LRD-z9 принадлежит к загадочному классу «Маленьких красных точек» — компактных галактик с аномально высокой яркостью. Обычно такая светимость указывает на обилие звезд, но в первые 1,5 миллиарда лет существования Вселенной подобные галактики просто не успели бы сформировать столько светил. Ученые предположили, что источником энергии может быть аккреция материи на черную дыру.

Для подтверждения гипотезы команда использовала спектроскопию, выявив характерное смещение длин волн света из-за движения газа, вращающегося вокруг черной дыры. «Такой сигнал почти однозначно указывает на черную дыру», — пояснил Тейлор.

«Ранние черные дыры росли гораздо быстрее, чем предполагали модели, или изначально были невероятно массивными», — отметил соавтор работы Стивен Финкельштейн.

Открытие ставит новые вопросы. Например, как сверхмассивные черные дыры успели набрать такую массу за столь короткий срок? Одна из гипотез — их формирование происходило из сверхплотных «семян» массой в десятки тысяч солнц, коллапсировавших напрямую из газа ранней Вселенной.

Ученые планируют продолжить наблюдения с помощью JWST и новых инструментов, таких как обсерватория Vera Rubin, чтобы найти больше подобных объектов. «Мы лишь начинаем понимать природу этих “точек”. Возможно, они перевернут наше представление о зарождении галактик», — заключил Финкельштейн.

Исследование опубликовано 6 августа в журнале The Astrophysical Journal Letters.