Сверхмассивные черные дыры, масса которых в миллионы и миллиарды раз превышает массу Солнца, растут, поглощая окружающий газ. При этом формируется аккреционный диск, а также может возникать горячая плазменная корона (источник рентгеновского излучения) и релятивистская струя (джет), испускающая радиоволны. Ярчайшие активные черные дыры называются квазарами. Главной загадкой остается, как некоторые из них успели стать столь массивными в первые миллиарды лет после Большого взрыва.

Для того чтобы объяснить быстрый рост, астрономы выдвинули сценарий сверхэддингтоновской аккреции. Согласно стандартной теории, излучение от падающего вещества создает давление, которое ограничивает стабильную скорость поглощения — предел Эддингтона. Однако в особых условиях черные дыры могут временно превысить этот предел, набирая массу чрезвычайно быстро. Команда ученых из Университета Васэда и Университета Тохоку измерила с помощью спектрографа MOIRCS движение газа вблизи квазара и оценила массу черной дыры по линии излучения Mg II. Результат показал, что около 12 миллиардов лет назад скорость аккреции этой черной дыры достигала примерно 13 пределов Эддингтона.

Особую уникальность объекту придает его поведение в разных диапазонах, говорится в пресс-релизе. Во время сверхэддингтоновских фаз модели часто предсказывают изменение внутренней структуры потока, которое снижает рентгеновское излучение, и ослабление джетов. Однако этот квазар ярко светится и в рентгеновских лучах, и в радиодиапазоне. Это означает, что он стремительно растет, одновременно поддерживая активную корону и мощный джет — сочетание, не укладывающееся в современные модели экстремальной аккреции.

Исследователи предполагают, что объект был заснят на краткой переходной стадии — например, после внезапного притока большого количества газа. В этой картине резкий всплеск аккреции может перевести систему в сверхэддингтоновское состояние. Яркая корона и сильный джет останутся на какое-то время активными, а затем система вернется в обычное состояние.

«Это открытие может приблизить нас к пониманию того, как в ранней Вселенной могли так быстро сформироваться сверхмассивные черные дыры, — сказал Сакико Обути, ведущий автор статьи. — Мы хотим понять, что питает необычно сильное рентгеновское и радиоизлучение, и можно ли обнаружить другие подобные объекты в данных обзоров».

Теория относительности утверждает, что на течение времени могут воздействовать различные факторы, например, черные дыры или темная энергия. Ученые из Австралии сопоставили данные наблюдений почти 200 квазаров и пришли к выводу, что в молодой Вселенной время текло в 5 раз медленнее, чем сейчас.