TON 618

Черные дыры могут быть совершенно разного калибра. Самые маленькие – не больше персика. Но есть и отдельный класс монстров, успевших поглотить не одну галактику. Ученые понятия не имеют, откуда во Вселенной могли взяться такие чудовища. И сегодня мы расскажем, что же ученые знают о TON 618 – самой массивной черной дыре, которую методом непрямого обнаружения отыскали в северном полушарии созвездия Гончих псов.

Сверх всего

Вообще TON 618 можно описать как любую другую черную дыру, только с приставкой сверх и ультра. Ультрамассивная: в 66 миллиардов солнечных масс. Сверхбольшая: в нее поместится 11 Солнечных систем. Сверхъяркая: ее радиогромкий квазар светит ярче чем 140 триллионов звезд. Его свет настолько мощный, что даже достиг нас, хотя мы находимся на расстоянии 18 миллиардов световых лет от него.

К сравнению, Стрелец А*, находящийся в центре нашей галактики, в 15 тысяч раз меньше. Но самое жуткое, что это даже не настоящий размер этой черной дыры. Так она выглядела около 10 миллиардов световых лет назад. Поскольку она находится так далеко, ее свет идет до нас очень долго, значит, мы видим, как этот монстр выглядел после рождения Вселенной. Но как эта черная дыра выглядит сейчас, мы понятия не имеем. Вероятно, она стала в миллионы или миллиарды раз больше.

Масса TON 618 настолько велика, что очень трудно ее не то что визуализировать, но даже просто объективно оценить. Хотя последние исследования черных дыр набрали данных об их массе в целом, что достаточно для того, чтобы судить о размерах. Так, если расчеты астрономов верны, то радиус горизонта событий TON 618 затмевает всю нашу Солнечную систему, радиус которой составляет примерно 300 миллиардов километров. Тогда как диаметр горизонта событий TON 618 оценивается примерно в 400 миллиардов километров.

Темное яркое

Самая большая загадка TON 618 в том, когда же она успела набрать всю свою ультрамассу. Если возраст Вселенной 13,8 млрд лет, то TON 618 сформировалась между одним и двумя миллиардами лет после Большого взрыва. И в тот момент, когда ее свет достиг нас, ей был всего миллион лет от роду. Получается, что она гораздо больше многих черных дыр, которым и по нескольку миллиардов лет. Существует несколько гипотез, объясняющих, как так могло произойти.

Основная гипотеза гласит, что TON 618 появилась не как сверхновая, а стала черной дырой прямого коллапса сверхмассивного газопылевого облака. Это настолько мощный процесс, что все звезды, находящиеся в туманности, вовлекаются в него, и происходит быстрое поглощение миллионов источников масс. В результате сразу получается сверхмассивная черная дыра, причем невообразимо большая. Этот процесс является одним из предполагаемых способов образования большинства сверхмассивных черных дыр в центрах многих галактик.

А как же получилось, что самый темный объект во Вселенной стал одновременно и самым ярким? Виной тому огромная гравитация сверхмассивных галактических черных дыр. Пыль и газ вращаются вокруг черной дыры настолько быстро, что неимоверно сильно нагреваются – до нескольких миллионов градусов. Этот процесс сопровождается высвобождением огромного количества энергии.

Феноменальная аномалия

Иногда доходит до того, что из столь бурного водоворота во все стороны с околосветовой скоростью выплескивается плазма в виде релятивистских джетов. Вместе с аккреционным диском это светится настолько ярко, насколько не светится ни одна галактика вместе со всеми ее звездами. Из-за этой невероятной яркости квазара TON 618 мы и не можем увидеть галактику, что ее окружает, и поэтому мало что знаем о ней.

Вообще квазары для ранней Вселенной – явление вполне типичное. Они зажгли свой свет тогда, когда и Солнца еще не было. Поэтому они на сегодняшний день так далеки от нас – 9-10 млрд лет. И когда сверхмассивная черная дыра достигает определенного размера, она может поглощать материю, не изменяя ее. Измельченный материал на огромной скорости вращается внутри аккреционного диска, а генерируемый им свет затмевает всю галактику.

На первый взгляд в этом можно усмотреть противоречие, ведь для возникновения квазаров более благоприятными условиями располагают маленькие черные дыры. А тут самый яркий квазар возник вокруг ультрабольшой черной дыры. Наука объяснить это не может. Возможно, галактика TON 618 была незрелой, и в избытке обладала материей.

Та ли масса?

TON 618 феноменален и аномален во всех смыслах. Здесь вопросов больше, чем ответов. Если объяснить его прямым коллапсом черных дыр, то почему мы не наблюдаем другие черные дыры такого-же размера из этого времени Вселенной? И почему она демонстрирует все ожидаемые свойства квазара? Большинство из них выглядят, как звезды Млечного пути. А действительно ли мы хорошо понимаем квазары и черные дыры? Может, мы чего-то не знаем об этих явлениях, отсюда и неверно оцениваем их?

Теоретический предел размеров и структур во Вселенной, основанный на равномерном распределении вещества во время Большого взрыва, составляет около 2 миллиардов световых лет. Но, тем не менее, ученые наблюдали группы квазаров, сверхскопления и кольца гамма-всплесков, которые значительно превышают этот размер. Может, масса и истинные размеры наблюдаемых объектов реально выше?

Чтобы внести хоть какую-то ясность, нужно больше данных из наблюдений. Для понимания природы конкретно TON 618 нужно найти еще один такой объект, и сравнить эти две аномалии. Исследователи не прекращают поиски, создавая все новые и новые обсерватории, способные заглядывать за пределы видимой на сегодняшний день Вселенной.

Изображение: NASA

Наша Солнечная система против TON 618, одной из самых больших когда-либо обнаруженных черных дыр