Астрономы Университета штата Техас и Университета штата Аризона обнаружили быстрорастущую черную дыру в чрезвычайно массивной галактике эпохи реионизации в ранней Вселенной. Об открытии сообщается в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Ученые провели наблюдения с помощью комплекса радиотелескопов ALMA (англ. Atacama Large Millimeter Array), расположенного в чилийской пустыне Атакама. Они выявили сверхмассивную черную дыру в галактике COS-87259, в которой скорость образования новых звезд примерно в тысячу раз больше скорости звездообразования в Млечном Пути. Галактика также содержит межзвездную пыль с массой более миллиарда солнечных масс. Она имеет красное смещение z = 6,85, что соответствует времени путешествия света до Земли, равному 12,86 миллиарда лет, и собственному расстоянию 28,5 миллиарда лет.

Черная дыра была отнесена к новому типу первичной черной дыры: она окутана космической пылью, которая поглощает почти весь свет, возникающий в результате аккреции вещества, за исключением излучения в среднем инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра. Кроме того, черная дыра, являющаяся радиогромким активным галактическим ядром, создает струю плазмы (джет), которая движется с релятивистской скоростью (близкой к скорости света).

До сих пор было известно только об одной разновидности древних сверхмассивных черных дыр — квазарах. Они почти не закрываются космической пылью, однако они редко встречаются на таком расстоянии, на котором находится COS-87259. Новый тип сверхмассивной черной дыры, который является затененной версией яркого ультрафиолетового квазара, был идентифицирован на относительно небольшом участке неба, который менее чем в 10 раз крупнее полной Луны. Это говорит о том, что потенциально в ранней Вселенной могут находиться тысячи подобных объектов, которые расположены в галактиках с интенсивным звездообразованием и затенены пылью.

Сверхмассивные черные дыры того же типа, что и черная дыра COS-87259, обнаруживается в локальной, современной Вселенной. Одним из примеров является система Arp 299, в которой две галактики сталкиваются друг с другом, провоцируя интенсивную вспышку звездообразование и сильное затемнение одной из двух сверхмассивных черных дыр.