В ранней Вселенной обнаружена черная дыра размером с Солнечную систему

С помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» был обнаружен объект MoM-BH*-1, относящийся к новому классу астрофизических источников, который предложено называть «звезда-чёрная дыра» (black hole stars). Этот объект был идентифицирован примерно через 660 миллионов лет после Большого взрыва и имеет подтверждённое красное смещение z=7,7569. Внешний вид MoM-BH*-1 напоминает одну из «маленьких красных точек», активно выявляемых телескопом «Уэбб». Однако его излучение в значительной степени создаётся скрытой в газовой оболочке активной чёрной дырой, размеры которой сопоставимы с масштабами Солнечной системы.

Светимость объекта превышает светимость самой яркой звезды в 100 миллиардов раз, что указывает на его не звёздную природу, поскольку ядерного синтеза в ядре не хватает для выделения такой энергии. Вероятнее всего, центральная сверхмассивная чёрная дыра производит наблюдаемую энергию за счёт аккреции вещества. Вместе с тем, объект демонстрирует сильный Бальмеровский скачок в спектре, который обычно ассоциируется со звёздами, что невозможно наблюдать в газопылевых облаках или туманностях, окружающих чёрную дыру. Это указывает на наличие плотной газовой оболочки, где спектр содержит только водород и гелий, без более тяжёлых элементов.

Моделирование предполагает, что наблюдаемый спектр может возникнуть из-за аккрецирующей чёрной дыры, окружённой почти сферической оболочкой плотного водорода. Плотность газа в этой оболочке достигает 1011 см-3, а характерная турбулентная скорость составляет около 500 км/с. Размеры оболочки варьируются от 10 до 100 астрономических единиц, что соответствует размеру Солнечной системы, и она достаточно плотная, чтобы функционировать как «фотосфера» звезды.

В отличие от обычных звёзд, где энергия выделяется при термоядерном синтезе, в данном случае источником энергии служит вещество, падающее на центральную чёрную дыру. Модель требует минимального количества пыли, что объясняет красный цвет объекта, в основном за счёт поглощения излучения плотным газом. Точная масса центральной чёрной дыры остаётся неопределённой из-за влияния газовой среды на ширину спектральных линий, и стандартные методы могут значительно завышать её оценку.

Согласно моделям, масса чёрной дыры составляет приблизительно 106–107 солнечных масс. Эта конфигурация может способствовать очень быстрому росту чёрных дыр, что объясняет появление чёрных дыр массой около миллиарда солнечных масс менее чем через миллиард лет после Большого взрыва. Учёные полагают, что MoM-BH*-1 может быть типичным примером механизма, который порождает многие из загадочных «маленьких красных точек», которые астрономы изучают уже более двух лет.