Наблюдения, проведенные космическим телескопом Джеймса Уэбба, показали, что когда Вселенной было всего 740 миллионов лет (около 20% от её нынешнего возраста), произошло слияние двух галактик и их массивных черных дыр. Это открытие, свидетельствующее о том, что такие слияния были тогда обычным явлением, может помочь объяснить, как черные дыры, подобные той, что находится в центре Млечного Пути, достигли огромных размеров.
Профессор Роберто Майолино, астрофизик из Кембриджского университета и один из авторов наблюдений, сказал: «Одна из проблем в космологии — это объяснение того, как черные дыры достигают таких размеров. Мы всегда считали, что они очень быстро поглощают материю. Другая возможность заключается в том, что они растут за счет слияний».
До сих пор было неясно, приведет ли слияние галактик к объединению черных дыр в их центрах или одна из них будет выброшена в космос, став «блуждающей» черной дырой. Телескоп Уэбба, способный проникать в самые дальние уголки космоса, позволил получить первое представление о слиянии галактик в далеком прошлом.
В процессе слияния черные дыры поглощают огромное количество материи, выделяя много энергии, что имеет характерные спектральные особенности, позволяющие астрономам их идентифицировать. Эта активность выявила столкновение в системе под названием ZS7, одна из черных дыр которой, по оценкам, в 50 миллионов раз превышает массу Солнца.
«Масса другой черной дыры, вероятно, аналогична, хотя её труднее измерить из-за нахождения в облаке плотного газа», — говорит Майолино. Последующие наблюдения показали, что около трети черных дыр, обнаруженных в этот период, находятся в процессе слияния. «Это может объяснить быстрый рост черных дыр», — отметил он.
Профессор Эндрю Понтцен, космолог из Университетского колледжа Лондона, не участвовавший в исследовании, сказал: «Один из главных вопросов в истории космоса — откуда взялись гигантские черные дыры, в миллионы и миллиарды раз превышающие массу Солнца. Рождаются ли они такими или образуются из меньших черных дыр, сливаясь друг с другом? Наблюдения телескопа Уэбба являются косвенным подтверждением, что столкновения черных дыр играют важную роль в этом процессе».
Ученые надеются, что в будущем смогут проводить прямые измерения столкновений черных дыр с помощью следующего поколения детекторов гравитационных волн, включая миссию лазерной интерферометрической космической антенны (LISA), недавно одобренную Европейским космическим агентством.
Ранее ученые обнаружили огромную черную дыру, образовавшуюся в результате взрыва звезды всего в 2 тысячах световых лет от Земли. BH3 — самая массивная черная дыра, обнаруженная в Млечном Пути. Её удалось обнаружить благодаря мощному притяжению, которое действует на звезду-компаньона, вращающуюся вокруг Орла, объекта в созвездии Орла.