|
Новое понимание ранней фазы роста черных дыр
|
|
|
|
Космический телескоп Джеймса Уэбба позволил нам увидеть самые ранние моменты формирования галактик во Вселенной. Он также преподнес несколько сюрпризов. Одним из них является появление небольших объектов с сильным красным смещением, называемых "маленькими красными точками". Мы не совсем уверены, что это такое, но новое исследование указывает на ответ.
|
|
|
|
Одна из вещей, которую мы знаем об этих объектах, заключается в том, что их спектры сильно расширяются за счет доплеровского движения. Это указывает на то, что излучаемый газом свет вращается вокруг центральной области с огромной скоростью, превышающей 1000 километров в секунду. Это говорит о том, что вещество вращается вокруг сверхмассивной черной дыры, которая питает активные ядра галактик (AGN). Проблема с моделью AGN для маленьких красных точек заключается в том, что их интенсивность в инфракрасном спектре является плоской. Они также очень слабо излучают в рентгеновском и радио диапазонах, что необычно для AGN.
|
|
|
|
Чтобы глубже изучить эту загадку, в новой работе, размещенной на сервере препринтов arXiv, рассматриваются 12 LRD, для которых JWST собрал спектры высокого разрешения. Затем команда сравнила полученные данные с моделями сверхмассивных черных дыр. Модели предполагали наличие быстро вращающегося аккреционного диска, окружающего черную дыру, заключенную в молодом галактическом облаке. Для начала они обнаружили, что окружающее облако должно быть сильно ионизировано. При наличии плотного слоя свободных электронов, окружающего галактику, большая часть рентгеновского и радиоизлучения поглощалась бы.
|
|
|
|
|
|
|
Конечно, если пелена достаточно плотна, чтобы блокировать рентгеновское излучение и радиоволны, черная дыра должна была бы генерировать энергию с огромной скоростью, чтобы сделать LRD яркими в красном и инфракрасном диапазонах. Судя по наблюдениям, черные дыры должны были бы накапливать массу, близкую к пределу Эддингтона, который является максимальной скоростью накопления вещества. При превышении этой скорости интенсивность испускаемого света настолько велика, что он будет отталкивать материю быстрее, чем гравитация сможет собрать ее воедино.
|
|
|
|
Все это рисует картину того, что LRD - это очень молодые сверхмассивные черные дыры, которые быстро достигают зрелости. Это подтверждается оценками массы этих черных дыр в этом последнем исследовании, согласно которым они составляют от 10 000 до 1 000 000 масс Солнца, что намного меньше, чем у типичных сверхмассивных черных дыр.
|
|
|
|
Эта модель также помогла бы объяснить, почему мы не видим более близких LRD при меньшем красном смещении. Накопление вещества в них на пределе Эддингтона означает, что они быстро очистят окружающее их ионизированное облако. Когда это облако рассеется, LRD начнут напоминать традиционные активные ядра галактик, которые мы видим по всему космосу.
|
|
|
|
Источник
|
