Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) был создан, чтобы заглянуть в самые ранние эпохи Вселенной, когда первые звезды были заняты ионизацией водорода и вообще приносили пользу. Что он на самом деле нашел — кучу «маленьких красных точек», которые после академических препирательств оказались ранними сверхмассивными черными дырами. Теперь гравитационное линзирование показало, что одна из таких точек, Abell 2744−QSO1, — это, по сути, черная дыра без особой галактики, которую можно было бы назвать домом.

QSO1 предстает в виде трех изображений благодаря гравитационному линзированию фоновым скоплением галактик, и мы видим ее такой, какой она была всего через 700 миллионов лет после Большого взрыва. Предыдущие исследования отмечали, что три изображения различаются в деталях, что говорит о том, что излучение черной дыры меняется по мере того, как она питается разным количеством материала с течением времени. Ее светимость намекала на массу черной дыры более 10 миллионов Солнц, а спектральный анализ, проведенный в прошлом месяце, показал в основном водород — то есть вокруг нее образовалось очень мало звезд.

Главный вопрос заключался в том, сохраняется ли соотношение между массой черной дыры и светимостью, откалиброванное в современной Вселенной, для этих древних объектов. Крупная международная команда использовала увеличение от линзирования, чтобы построить детальную картину окружения QSO1, измеряя световое излучение и скорости газа через красное и синее смещение водорода. Их модели последовательно отдавали предпочтение массивному центральному точечному источнику с вращающимся материалом, а не звездному скоплению, подобному Млечному Пути. Масса черной дыры составила около 50 миллионов солнечных масс, что согласуется с предыдущими оценками, предполагая, что соотношение светимости и массы не изменилось за 13 миллиардов лет.

Что касается звезд, их почти не было. Верхний предел звездной массы составляет 20 миллионов солнечных масс — менее половины массы черной дыры. Более двух третей массы QSO1 приходится на черную дыру, что делает ее «самой голой массивной черной дырой из когда-либо найденных», по словам команды. Затем в статье размышляют о том, как эта черная дыра стала такой большой так быстро. Существует три теории: первичные черные дыры из Большого взрыва, прямой коллапс газовых облаков, минуя звездообразование, или неконтролируемые слияния черных дыр в плотных звездных скоплениях. Отсутствие звезд исключает третий вариант. Оставшиеся две являются чисто теоретическими, причем прямой коллапс требует большего УФ-излучения и массы, чем наблюдалось, что, возможно, отдает предпочтение первичным черным дырам, которые выросли в десять раз за 700 миллионов лет за счет слияний.

Все это делает обсуждение интересным, но оно останется неразрешенным, пока мы не найдем больше голых сверхмассивных черных дыр. Потому что, конечно, так и будет.