Астрономи з Єльського та Копенгагенського університетів виявили незвичайну систему зіткнення далеких галактик, яка за формою нагадує символ ∞. Вона отримала назву «Галактика Нескінченність» і може стати першим прямим свідченням існування так званих чорних дір прямого руйнування. Результати дослідження опубліковані в Astrophysical Journal Letters.
Зображення галактики науковці отримали за допомогою космічного телескопа James Webb, а також доповнили даними рентгенівської обсерваторії Chandra. Світло від цієї системи йде до нас понад 13,5 млрд років, тобто ми бачимо її такою, якою вона була, коли Всесвіту було лише близько 470 млн років. У її структурі помітно два яскравих ядра галактик, де розташовуються надмасивні чорні діри. Але найцікавіша — третя потенційна чорна діра у точці їхнього зіткнення. Саме вона може бути новонародженою й утвореною у зовсім інший спосіб, ніж зазвичай.
Зазвичай чорні діри виникають тоді, коли масивні зорі вмирають і колапсують під дією власної гравітації. Проте в астрофізиці існує інша гіпотеза: чорні діри можуть формуватися безпосередньо з гігантських хмар газу — це так званий механізм direct collapse («пряме руйнування»). Такий сценарій пояснив би появу надмасивних чорних дір у ранньому Всесвіті, коли ще не було достатньо часу для еволюції й злиття зіркових чорних дір у надважких космічних гігантів.
«Під час зіткнення газ у цих двох галактиках шокується і стискається. Це стиснення може бути достатнім, щоб утворився щільний вузол, який згодом колапсував у чорну діру, — пояснює професор астрономії та фізики Єльського університету Пітер ван Доккум. — Хоча такі зіткнення — рідкісні події, подібні екстремальні умови щільності газу, ймовірно, були досить поширені на ранніх етапах існування Всесвіту, коли тільки почали формуватися перші галактики».
Утім, науковці залишають простір для інших сценаріїв. Можливо, загадкова «третя чорна діра» — це зовсім не новонароджена чорна діра, а об’єкт, викинутий із сусідньої галактики. Інший варіант — астрономи спостерігають зіткнення не двох, а трьох галактик, і третя просто прихована від їхнього погляду.
«Ми не можемо однозначно сказати, що знайшли чорну діру прямого руйнування. Але ми можемо сказати, що ці нові дані підсилюють аргументи на користь того, що ми бачимо щойно народжену чорну діру, і водночас відкидають деякі альтернативні пояснення», — підсумував ван Доккум у блозі NASA.
Якщо «Галактика Нескінченність» справді містить чорну діру, що виникла безпосередньо з газової хмари, це стане першим прямим підтвердженням існування «важких насінин» чорних дір. Таке відкриття допоможе зрозуміти, як у перші сотні мільйонів років після Великого вибуху могли з’явитися гіганти з масами як мільярди Сонць.
