Відразу кілька галактик потрапили у павутиння чорної діри

За допомогою Дуже великого телескопу (VLT) астрономи виявили групу галактик, які лежали навколо чорної діри, коли Всесвіту було менше одного мільярда років.

Як зазначають в Європейській південній обсерваторії (ESO), таке тісне угрупування вперше спостерігається так швидко після Великого вибуху. І, знахідка допомагає нам краще зрозуміти, як надмасивні чорні діри, одна з яких існує в центрі нашого Чумацького Шляху, утворилися і так швидко зросли до своїх величезних розмірів. Це підтверджує теорію про те, що чорні діри можуть швидко рости у великих, схожих на павутину структурах, які містять велику кількість газу для їх підживлення.

"Це дослідження, в основному, було зумовлене бажанням зрозуміти деякі найскладніші астрономічні об′єкти - надмасивні чорні діри в ранньому Всесвіті. Це екстремальні системи, і на сьогоднішній день у нас не було ясного пояснення їх існування", - сказав Марко Міньолі, астроном Національного інституту астрофізики (INAF) в Болоньї, Італія, та провідний автор нового дослідження, опублікованого в журналі "Astronomy & Astrophysics".

Нові спостереження за допомогою VLT виявили кілька галактик, що оточують надмасивну чорну діру, і всі вони лежать у космічній "павутині" з газу, яка простягається до розмірів, що у 300 разів перевищують Чумацький Шлях. "Філаменти космічної сітки схожі на нитки павутини", - пояснює Міньолі. "Галактики знаходяться і ростуть там, де перетинаються філаменти, і вздовж цих філаментів можуть протікати потоки газу, доступні для живлення як галактик, так і центральної надмасивної чорної діри".

Світло від цієї великої павутиноподібної структури з її чорною дірою в один мільярд сонячних мас прийшло до нас з часів, коли Всесвіту було лише 0,9 мільярдів років. "Наша робота помістила важливу частинку у пазл, що є в основному незавершеним, щодо утворення та зростання таких екстремальних, але відносно великих об′єктів так швидко після Великого вибуху", - каже співавтор Роберто Джиллі, також астроном з INAF у Болоньї, говорячи про надмасивні чорні діри.

Найперші чорні діри, які, як вважається, утворилися внаслідок колапсу перших зірок, мали зростати дуже швидко, щоб досягти маси мільярда Сонць протягом перших 0,9 мільярдів років життя Всесвіту. Але астрономам важко пояснити, як могло бути доступно стільки "палива для чорних дір", достатньо, щоб ці об′єкти змогли вирости до таких величезних розмірів за такий короткий час. Нововиявлена структура пропонує ймовірне пояснення: "павутина" і галактики всередині неї містять газ у якості палива для центральної чорної діри у достатній кількості, щоб вона швидко перетворилася на надмасивного гіганта.

Але як взагалі сформувалися такі великі павутиноподібні структури? Астрономи думають, що гігантські ореоли таємничої темної матерії - ключ до розгадки. Вважається, що ці великі області невидимої матерії притягнули величезну кількість газу в ранньому Всесвіті; разом, газ і невидима темна матерія утворюють павутиноподібні структури, в яких можуть розвиватися галактики і чорні діри.

"Наша знахідка підтверджує ідею про те, що найвіддаленіші та наймасивніші чорні діри утворюються та ростуть у масивних ореолах темної матерії у великомасштабних структурах, і що відсутність раніше виявлених таких структур, ймовірно, було пов′язано з обмеженнями спостережень", - говорить Колін Норман з Університету Джона Гопкінса в Балтіморі, США, також співавтор дослідження.

Виявлені галактики є одними з найменших, які можуть спостерігати нинішні телескопи. Це відкриття вимагало спостережень протягом декількох годин за допомогою найбільших доступних оптичних телескопів, включаючи Дуже великий телескоп. Використовуючи прилади MUSE і FORS2 на VLT в обсерваторії ESO в Параналі в чилійській пустелі Атакама, команда підтвердила зв′язок між чотирма з шести галактик і чорною дірою. "Ми вважаємо, що ми щойно побачили вершину айсберга, і що кілька галактик, виявлених досі навколо цієї надмасивної чорної діри, є лише найяскравішими", - сказала співавтор Барбара Бальмаверде, астроном з INAF в Торіно, Італія.

Ці результати сприяють нашому розумінню того, як формувалися та розвивалися надмасивні чорні діри та великі космічні структури. Надзвичайно великий телескоп ESO, який зараз будується в Чилі, зможе розвинути це дослідження, спостерігаючи набагато більш тьмяні галактики навколо масивних чорних дір у ранньому Всесвіті за допомогою своїх потужних інструментів.

Читайте ще цікаві новини про космос.

• Чорні діри
• Галактики