Сверхмассивные чёрные дыры представляют собой одну из самых загадочных вещей во Вселенной. Эти гиганты, вес которых составляет от миллионов до десятков миллиардов масс Солнца, находятся в центре практически каждой галактики. Наука с трудом объясняет эволюцию подобных объектов и только предполагает, как они появились на свет. Новое открытие, похоже, проливает свет на один из вариантов рождения сверхмассивных чёрных дыр.
Открытие было сделано в ходе крупнейшего обзора неба COSMOS-Web космической обсерваторией «Джеймс Уэбб». Работу для печати в журнале The Astrophysical Journal Letters подготовили учёные из Йельского университета в США (Yale University). В данных «Уэбба» на удалении 8,3 млрд световых лет от Земли исследователи обнаружили две сталкивающиеся дисковые галактики, которые по прихоти случая образовали восьмёрку или знак бесконечности. Собственно, сливающийся объект так и назвали — галактика «Бесконечность» (Infinity).
В центре каждого круга символа ∞ видно по яркому пятну — это сверхмассивные чёрные дыры в каждой из галактик. Однако на стыке галактик также образовалось яркое пятно. В этом месте не должно быть сверхмассивной чёрной дыры, но она там, похоже, есть. Учёные исследовали галактику Бесконечность в разных диапазонах длин волн и пришли к выводу, что они наблюдают, по-видимому, рождение сверхмассивной чёрной дыры из коллапсирующего облака межзвёздного газа. Такое могло происходить вскоре после Большого взрыва, что предполагает одна из гипотез появления сверхмассивных чёрных дыр.
В первые тысячи лет после Большого взрыва молекулярные газовые облака были настолько массивные и большие, что под действием гравитации вполне могли схлопнуться и образовать сверхмассивные чёрные дыры. Однако для периода наблюдения за галактикой Бесконечность такой процесс был бы маловероятным. К нему могли подтолкнуть обстоятельства — ударные волны, которые распространялись в межзвёздном газе при слиянии галактик.
«В этом случае столкнулись две дисковые галактики, образовав кольцевые структуры из звёзд, которые мы видим. Во время столкновения газ в этих двух галактиках подвергается ударам и сжимается. Этого сжатия могло быть достаточно, чтобы образовался плотный узел, который затем коллапсировал в чёрную дыру, — объясняют увиденное учёные. — Это настолько неопровержимое доказательство [механизма рождения СЧД из облаков газа], насколько мы вообще можем рассчитывать».
Дальнейшие наблюдение за галактикой Бесконечность помогут собрать больше данных о происходящих в ней процессах. Если открытие рождения сверхмассивной чёрной дыры из «ничего» подтвердится, то это станет доказательством одного из механизмов появления этих объектов в нашей Вселенной.