Анализ инфракрасных снимков космического телескопа «Джеймс Уэбб» привел к открытию нескольких пар массивных черных дыр, существовавших около 12,5–12,8 миллиарда лет назад. Эти объекты активно поглощали окружающее вещество и находились в процессе слияния. Ученые из Токийского университета описали результаты в журнале Publications of the Astronomical Society of Japan.
Загадка «маленьких красных точек»
Практически в центре каждой современной галактики находится сверхмассивная черная дыра, масса которой превосходит солнечную в миллионы или миллиарды раз. Однако до сих пор остается неясным, каким образом эти исполины успели вырасти до колоссальных масштабов за относительно короткий срок после Большого взрыва.
С момента ввода в эксплуатацию в 2022 году «Уэбб» обнаружил в далеком космосе множество компактных объектов с характерным красным оттенком, получивших название Маленькие красные точки (Little Red Dots, LRD). Астрофизики предполагают, что за этим свечением скрываются быстрорастущие черные дыры. Слияние двух таких объектов могло бы объяснить темпы их роста, однако ранее надежно зафиксировать подобные пары ученым не удавалось.
Новый взгляд сквозь пиксели
Традиционные методы анализа снимков опирались на общую яркость и усредненный цвет объекта. Из-за этого две черные дыры, находящиеся в непосредственной близости, ошибочно классифицировались алгоритмами как единая сложная структура.
Чтобы преодолеть это ограничение, исследователи разработали методику попиксельного цветового анализа. Изучение оттенка каждого отдельного пикселя на изображениях высокого разрешения позволило разделить свет от тесных систем.
В результате астрономы выявили четыре пары сближающихся LRD. Расстояние между телами в каждой паре составляет от нескольких тысяч до десятков тысяч световых лет, что значительно меньше диаметра Млечного Пути.
Механизм ускоренного роста
Статистический расчет исключил вероятность случайного визуального наложения несвязанных объектов вдоль луча зрения: обнаруженные системы действительно гравитационно связаны и образуют плотные скопления.
Слияние галактик выступает главным драйвером гравитационного перераспределения материи, направляя гигантские объемы газа прямо к центральным черным дырам. Полученные данные подтверждают, что слияния служили ключевым фактором стремительного роста космических гигантов в молодой Вселенной.
В дальнейшем такие процессы должны завершаться полным объединением самих черных дыр, сигналы от которых смогут зафиксировать гравитационно-волновые детекторы следующего поколения.