--- title: "Астрономы впервые ограничили массы двойных сверхмассивных чёрных дыр в эпоху космического рассвета" description: "Учёные из Пекинского педагогического университета с помощью 18 лет наблюдений Parkes Pulsar Timing Array впервые установили гравитационно-волновые пределы на массы двойных сверхмассивных чёрных дыр в эпоху космического рассвета, исключив системы массой от 10 млрд солнечных масс." date: 2026-11-10T18:52:03.662Z lang: ru url: https://xab.info/posts/predel-massy-dvojnykh-chernykh-dyr-kosmicheskoe-rassvet tags: [black-holes, gravitational-waves, pulsar-timing-array, early-universe, astrophysics, james-webb, cosmology] author: "Александр Буран" publisher: "XAB.info" --- # Астрономы впервые ограничили массы двойных сверхмассивных чёрных дыр в эпоху космического рассвета ![Художественное изображение двойных сверхмассивных черных дыр, излучающих гравитационные волны в глубоком космосе](https://xab.info/media/2026/11/10/predel-massy-dvojnykh-chernykh-dyr-kosmicheskoe-rassvet/predel-massy-dvojnykh-chernykh-dyr-kosmicheskoe-rassvet-1.webp) ## Ключевые тезисы - Впервые получены прямые гравитационно-волновые ограничения на массы пар сверхмассивных чёрных дыр в эпоху космического рассвета - Использованы 18 лет данных австралийского проекта Parkes Pulsar Timing Array - Ключевое новшество — учёт космологического красного смещения, позволяющий распространить чувствительность на объекты с красным смещением до 20 - Исключено существование двойных систем массой от 10 млрд солнечных масс в квазаре J0100+2802 и галактике JADES-GS-z14-0 - Перспективы повышения точности связаны с объединением данных и будущими наблюдениями Square Kilometre Array Международная научная группа, возглавляемая исследователями Пекинского педагогического университета, объявила о получении первых прямых гравитационно-волновых ограничений на массы пар сверхмассивных чёрных дыр, существовавших в эпоху так называемого космического рассвета. В работе были использованы 18 лет накопленных наблюдений австралийского проекта Parkes Pulsar Timing Array, что позволило исключить наличие в двух далёких системах двойных чёрных дыр с совокупной массой порядка 10 миллиардов солнечных масс. По заявлению авторов, это первые пределы такого рода для объектов столь ранней космологической эпохи, когда возраст Вселенной составлял лишь сотни миллионов лет. ### Как пульсары служат космическими часами Parkes Pulsar Timing Array представляет собой сеть из десятков миллисекундных пульсаров — быстро вращающихся нейтронных звёзд, испускающих строго периодические радиоимпульсы. Благодаря исключительной стабильности их вращения пульсары функционируют как природные хронометры: проходящая наногерцовая гравитационная волна от обращающейся пары сверхмассивных чёрных дыр вносит характерные отклонения во время прихода импульсов. Ключевое условие обнаружения состоит в том, что подобные отклонения должны одновременно проявляться в наблюдениях нескольких пульсаров, что позволяет отделить сигнал от локальных шумов. Именно этот метод на протяжении последних лет является основным инструментом поиска гравитационных волн с периодами орбитального движения порядка лет. ### Коррекция красного смещения меняет картину Центральным методологическим новшеством исследования стало включение космологического красного смещения в расчёт чувствительности пульсарного метода. Прежние подходы практически не учитывали растяжение гравитационных волн при расширении Вселенной. Авторы показали, что далёкая двойная система может казаться земному наблюдателю ярче, чем предсказывает простая модель ослабления сигнала с расстоянием: из-за красного смещения волна принимается на более низкой частоте, чем та, на которой она была излучена, а это означает, что в момент эмиссии чёрные дыры находились ближе друг к другу, двигались быстрее и генерировали более интенсивный сигнал. При достаточно большом красном смещении это усиление частично компенсирует ослабление, обусловленное огромным расстоянием. В результате исследователи распространили оценку чувствительности пульсарного метода на объекты с красным смещением до 20, что соответствует эпохе, когда Вселенной было менее миллиарда лет. ### Две системы на границе наблюдаемой Вселенной Для проверки нового подхода авторы выбрали две системы. Первая — яркий квазар J0100+2802 с красным смещением 6,327, чьё излучение было испущено, когда возраст Вселенной не превышал 900 миллионов лет. Вторая — галактика JADES-GS-z14-0, открытая космическим телескопом «Джеймс Уэбб» при красном смещении 14,32, то есть менее чем через 300 миллионов лет после Большого взрыва. Для обеих систем удалось установить верхний предел на величину, характеризующую совместную массу двух чёрных дыр и определяющую параметры ожидаемого гравитационного сигнала. Полученные данные исключают существование систем с массой порядка 10 миллиардов солнечных масс и выше, хотя текущая чувствительность пока недостаточна для однозначного определения, являются ли сами эти объекты двойными. ### Значение для космологии и перспективы Результат открывает принципиально новый канал изучения того, каким образом сверхмассивные чёрные дыры успели нарастить массу до миллиардов солнечных масс в самые ранние эпохи существования Вселенной — вопрос, остающийся одной из центральных загадок современной космологии. Авторы подчёркивают, что по мере объединения данных Parkes Pulsar Timing Array с результатами других пульсарных массивов, а в перспективе — с наблюдениями радиотелескопа Square Kilometre Array, ограничения на массы двойных систем станут существенно точнее. Это приблизит астрофизиков к прямой проверке конкурирующих сценариев роста ранних чёрных дыр, в том числе сценариев, в которых они формировались и наращивали массу преимущественно за счёт последовательных слияний. ## Проверка фактов и источники - [Пульсары позволили установить предел массы двойных чёрных дыр в ранней Вселленой](https://www.ixbt.com/news/2026/11/10/pulsary-pozvolili-ustanovit-predel-massy-dvoinyx-cernyx-dyr-v-rannei-vsellenoi.html) - Первоисточник, содержащий полный текст анонса результатов Пекинского педагогического университета. Все ключевые цифры (18 лет данных, красные смещения 6.327 и 14.32, порог 10 млрд солнечных масс, красное смещение до 20) взяты из данного источника. ## Частые вопросы ### Что такое Parkes Pulsar Timing Array и как он работает? Это австралийская сеть из десятков миллисекундных пульсаров — быстро вращающихся нейтронных звёзд, испускающих регулярные радиоимпульсы. Проходящая гравитационная волна от двойной чёрной дыры вносит характерные отклонения во время прихода импульсов, которые одновременно фиксируются в наблюдениях нескольких пульсаров, что позволяет обнаружить наногерцовые гравитационные волны. ### В чём состоит главное методологическое новшество исследования? Авторы впервые включили космологическое красное смещение в расчёт чувствительности пульсарного метода. Оказалось, что при большом красном смещении гравитационная волна принимается на более низкой частоте, что эквивалентно более близкому расположению и более быстрому движению чёрных дыр в момент излучения. Это усиление частично компенсирует ослабление сигнала от расстояния, позволяя распространить оценку чувствительности на объекты с красным смещением до 20. ### Какие именно системы были исследованы? Две системы: квазар J0100+2802 с красным смещением 6,327 (излучение испущено, когда Вселенной было не более 900 млн лет) и галактика JADES-GS-z14-0, открытая телескопом «Джеймс Уэбб», с красным смещением 14,32 (менее 300 млн лет после Большого взрыва). ### Что именно удалось установить по массам чёрных дыр? Для обеих систем установлен верхний предел: исключено наличие двойных чёрных дыр с совокупной массой порядка 10 миллиардов солнечных масс и выше. При этом текущая чувствительность пока не позволяет однозначно определить, являются ли сами эти объекты двойными системами. ### Какие перспективы у этого направления исследований? Авторы указывают, что объединение данных Parkes Pulsar Timing Array с другими пульсарными массивами и будущие наблюдения радиотелескопа Square Kilometre Array позволят существенно повысить точность ограничений. Это приблизит проверку сценариев роста ранних сверхмассивных чёрных дыр, в том числе за счёт последовательных слияний.