|
Бурный рост сверхмассивной черной дыры
|
|
|
|
Исследователи, использующие космический телескоп Джеймса Уэбба NASA/ESA/CSA, подтвердили наличие активно растущей сверхмассивной черной дыры в галактике всего через 570 миллионов лет после Большого взрыва. CANUCS-LRD-z8.6, относящаяся к классу маленьких, очень далеких галактик, которые озадачивают астрономов, представляет собой важную часть этой головоломки, которая бросает вызов существующим теориям о формировании галактик и черных дыр в ранней Вселенной. Это открытие связывает ранние черные дыры со светящимися квазарами, которые мы наблюдаем сегодня.
|
|
|
|
За первые три года исследований ранней Вселенной, проведенных Уэббом, было обнаружено все больше маленьких, чрезвычайно удаленных и поразительно красных объектов. Эти так называемые маленькие красные точки (LRD) остаются загадкой для астрономов, несмотря на их неожиданное обилие.
|
|
|
|
Открытие в CANUCS-LRD-z8.6, ставшее возможным благодаря исключительным возможностям Webb, помогло в этом поиске ответов. Спектрограф Уэбба в ближней инфракрасной области (NIRSpec) позволил исследователям наблюдать слабый свет от этой далекой галактики и обнаружить ключевые спектральные особенности, которые указывают на присутствие аккрецирующей черной дыры.
|
|
|
|
Роберта Триподи, ведущий автор исследования и научный сотрудник Люблянского университета FMF в Словении и Римской астрономической обсерватории INAF в Италии, пояснила: "Это открытие поистине замечательное. Мы наблюдали галактику менее чем через 600 миллионов лет после Большого взрыва, и она не только содержит сверхмассивную черную дыру, но и быстро растет — гораздо быстрее, чем мы могли бы ожидать в такой галактике на столь раннем этапе.
|
|
|
|
|
|
|
"Это бросает вызов нашему пониманию формирования черных дыр и галактик в ранней Вселенной и открывает новые возможности для изучения того, как появились эти объекты".
|
|
Необычный рост черных дыр и его последствия
|
|
|
|
Команда проанализировала спектр галактики, который показал, что газ был сильно ионизирован мощным излучением, и предположила, что он быстро вращался вокруг центрального источника. Эти особенности являются ключевыми характеристиками аккрецирующей сверхмассивной черной дыры.
|
|
|
|
Точные спектральные данные позволили оценить массу черной дыры, показав, что она необычайно велика для такой ранней стадии развития Вселенной, и показали, что CANUCS-LRD-z8.6 компактна и еще не произвела много тяжелых элементов — галактика на ранней стадии своей эволюции. Такое сочетание делает его интересным предметом для изучения.
|
|
|
|
Кроме того, спектроскопия Уэбба позволила команде измерить, сколько энергии излучается на разных длинах волн, на основании чего они смогли охарактеризовать физические свойства галактики. Это позволило им определить массу звезд галактики и сравнить ее с массой черной дыры.
|
|
|
|
"Данные, которые мы получили от Уэбба, были абсолютно необходимы", - добавил доктор Николас Мартис, сотрудник Люблянского университета, который помогал анализировать спектр источника.
|
|
|
|
"Спектральные особенности, обнаруженные Уэббом, свидетельствуют о явных признаках аккрецирующей черной дыры в центре галактики, чего нельзя было наблюдать с помощью предыдущих технологий. Что делает это открытие еще более убедительным, так это то, что черная дыра в галактике сверхмассивна по сравнению с ее звездной массой. Это говорит о том, что черные дыры в ранней Вселенной, возможно, росли гораздо быстрее, чем галактики, в которых они находились".
|
|
|
|
Астрономы ранее отмечали, что масса сверхмассивной черной дыры и галактики, в которой она находится, взаимосвязаны: чем больше становится галактика, тем больше становится и ее центральная черная дыра. CANUCS-LRD-z8.6 - самая массивная галактика-хозяин, известная на столь раннем этапе, однако ее центральная черная дыра еще массивнее, чем мы могли бы ожидать, что противоречит обычному соотношению.
|
|
|
|
Полученный результат позволяет предположить, что черные дыры, возможно, сформировались и начали расти ускоренными темпами в ранней Вселенной, даже в относительно небольших галактиках.
|
|
|
|
"Это открытие является захватывающим шагом в понимании формирования первых сверхмассивных черных дыр во Вселенной", - пояснил профессор. Маруша Брадач, руководитель группы из Люблянского университета, FMF.
|
|
|
|
"Неожиданный быстрый рост черной дыры в этой галактике поднимает вопросы о процессах, которые позволили таким массивным объектам появиться так рано. Продолжая анализировать данные, мы надеемся обнаружить больше галактик, подобных CANUCS-LRD-z8.6, что могло бы дать нам еще больше информации о происхождении черных дыр и галактик".
|
|
|
|
Будущие наблюдения и текущие исследования
|
|
|
|
Команда уже планирует дополнительные наблюдения с помощью большого миллиметрового/субмиллиметрового телескопа Atacama (ALMA) и телескопа Webb для дальнейшего изучения холодного газа и пыли в галактике и уточнения своего понимания свойств черной дыры.
|
|
|
|
Продолжающиеся исследования этого LRD помогут ответить на важнейшие вопросы о ранней Вселенной, в том числе о том, как черные дыры и галактики совместно эволюционировали в течение первого миллиарда лет космической истории.
|
|
|
|
Поскольку астрономы продолжают изучать раннюю Вселенную с помощью JWST, ожидается, что появятся новые сюрпризы, которые позволят получить все более подробную картину того, как росли и эволюционировали первые сверхмассивные черные дыры, подготовив почву для формирования светящихся квазаров, которые освещают вселенную сегодня.
|
|
|
|
Источник
|
