|
Раскрываем секреты древней галактики
|
|
|
|
Заглядывая вглубь пространства и времени, две команды с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба NASA/ESA/CSA изучили исключительно яркую галактику GN-z11, которая существовала, когда нашей Вселенной возрастом 13,8 миллиарда лет было всего около 430 миллионов лет. Выполняя свое обещание изменить наше понимание ранней Вселенной, космический телескоп Джеймса Уэбба исследует галактики, близкие к началу времен. Одной из них является исключительно яркая галактика GN-z11, которая существовала, когда возраст Вселенной составлял лишь крошечную долю от ее нынешнего возраста. Первоначально обнаруженная космическим телескопом НАСА/ЕКА "Хаббл", она является одной из самых молодых и удаленных галактик, когда-либо наблюдавшихся, а также одной из самых загадочных. Почему она такая яркая? Уэбб, похоже, нашел ответ. Команда, изучающая GN-z11 совместно с Уэббом, обнаружила первые четкие доказательства того, что в галактике находится центральная сверхмассивная черная дыра, которая быстро накапливает вещество. Их открытие делает эту самую удаленную активную сверхмассивную черную дыру, обнаруженную на сегодняшний день.
|
|
|
|
"Мы обнаружили чрезвычайно плотный газ, который часто встречается вблизи сверхмассивных черных дыр, аккрецирующих газ", - объяснил главный исследователь Роберто Майолино из Кавендишской лаборатории и Института космологии Кавли при Кембриджском университете в Соединенном Королевстве. "Это были первые четкие признаки того, что в GN-z11 находится черная дыра, поглощающая материю". Используя Уэбба, команда также обнаружила признаки ионизированных химических элементов, которые обычно наблюдаются вблизи аккрецирующих сверхмассивных черных дыр. Кроме того, они обнаружили, что галактика испускает очень мощный ветер. Такие высокоскоростные ветры обычно вызываются процессами, связанными с интенсивной аккрецией сверхмассивных черных дыр. "NIRCam Уэбба (камера ближнего инфракрасного диапазона) выявила расширенный компонент, отслеживающий галактику-хозяина, и центральный компактный источник, цвета которого соответствуют цветам аккреционного диска, окружающего черную дыру", - сказала исследователь Ханна Юблер, также из Кавендишской лаборатории и Института Кавли.
|
|
|
В совокупности эти данные показывают, что в GN-z11 находится сверхмассивная черная дыра массой в два миллиона солнечных масс, находящаяся в очень активной фазе поглощения вещества, именно поэтому она такая яркая. Вторая команда, также возглавляемая Майолино, использовала NIRSpec Уэбба (спектрограф ближнего инфракрасного диапазона), чтобы обнаружить газообразное скопление гелия в гало, окружающем GN-z11. "Тот факт, что мы не видим ничего другого, кроме гелия, говорит о том, что это скопление должно быть довольно нетронутым", - сказал Роберто. "Это то, чего ожидали теория и моделирование вблизи особенно массивных галактик этих эпох — что в гало должны быть очаги нетронутого газа, сохранившиеся до наших дней, и они могут коллапсировать и образовывать звездные скопления III популяции".
|
|
|
|
Обнаружение пока невидимых звезд популяции III — первого поколения звезд, сформированных почти полностью из водорода и гелия, — является одной из важнейших целей современной астрофизики. Ожидается, что эти звезды будут очень массивными, очень яркими и очень горячими. Их отличительной чертой было бы присутствие ионизированного гелия и отсутствие химических элементов тяжелее гелия. Образование первых звезд и галактик знаменует собой фундаментальный сдвиг в космической истории, в ходе которого Вселенная эволюционировала из темного и относительно простого состояния в высокоструктурированную и сложную среду, которую мы наблюдаем сегодня. В будущих наблюдениях Уэбба Роберто, Ханна и их команда изучат GN-z11 более подробно, и они надеются усилить аргументы в пользу звезд популяции III, которые, возможно, формируются в ее гало. Исследование скопления первозданного газа в гало GN-z11 было принято к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics и в настоящее время доступно на сервере препринтов arXiv. Результаты исследования черной дыры GN-z11 были опубликованы в журнале Nature 17 января 2024 года.
|
|
|
|
Источник
|
