Сразу нсколько галактик попали в паутину черной дыры

С помощью Очень большого телескопа (VLT) астрономы обнаружили группу галактик, лежащих вокруг черной дыры, когда Вселенной было менее одного миллиарда лет.

Как отмечают в Европейской южной обсерватории (ESO), такая тесная группировка впервые наблюдается так быстро после Большого взрыва. И, находка помогает нам лучше понять, как сверхмассивные черные дыры, одна из которых существует в центре нашего Млечного Пути, образовались и так быстро выросли до своих огромных размеров. Это подтверждает теорию о том, что черные дыры могут быстро расти в больших, похожих на паутину структурах, которые содержат большое количество газа для их подпитки.

"Это исследование в основном было обусловлено желанием понять некоторые сложные астрономические объекты - сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной. Это экстремальные системы, и на сегодняшний день у нас не было ясного объяснения их существования", - сказал Марко Миньоле, астроном Национального института астрофизики (INAF) в Болонье, Италия, и ведущий автор нового исследования, опубликованного в журнале "Astronomy & Astrophysics".

Новые наблюдения с помощью VLT обнаружили несколько галактик, окружающих сверхмассивную черную дыру, и все они лежат в космической "паутине" из газа, которая простирается до размеров, в 300 раз превышающих Млечный Путь. "Филаменты космической сетки похожи на нити паутины", - объясняет Миньоле. "Галактики находятся и растут там, где пересекаются филаменты, и вдоль этих филаментов могут протекать потоки газа, доступные для питания как галактик, так и центральной сверхмассивной черной дыры".

Свет от этой большой паутинообразной структуры с ее черной дырой в один миллиард солнечных масс пришел к нам из времен, когда Вселенной было всего 0,9 миллиардов лет. "Наша работа поместила важную частичку в пазл, который является в основном незавершенным, об образовании и росте таких экстремальных, но относительно крупных объектов так быстро после Большого взрыва", - сказал соавтор Роберто Джилли, также астроном из INAF в Болонье, говоря о сверхмассивные черные дыры.

Первые черные дыры, которые, как считается, образовались в результате коллапса первых звезд, должны были расти очень быстро, чтобы достичь массы миллиарда Солнц в течение первых 0,9 миллиардов лет жизни Вселенной. Но астрономам трудно объяснить, как могло быть доступно столько "топлива для черных дыр", достаточно, чтобы эти объекты смогли вырасти до таких огромных размеров за такое короткое время. Новонайденная структура предлагает вероятное объяснение: "паутина" и галактики внутри нее содержат газ в качестве топлива для центральной черной дыры в достаточном количестве, чтобы она быстро превратилась в сверхмассивный гигант.

Но как вообще сформировались такие крупные паутинообразные структуры? Астрономы полагают, что гигантские ореолы таинственной темной материи - ключ к разгадке. Считается, что эти крупные области невидимой материи привлекли огромное количество газа в ранней Вселенной; вместе, газ и невидимая темная материя образуют паутинообразные структуры, в которых могут развиваться галактики и черные дыры.

"Наша находка подтверждает идею о том, что наиболее удаленные и массивные черные дыры образуются и растут в массивных ореолах темной материи в крупномасштабных структурах, и отсутствие ранее выявленных таких структур, вероятно, было связано с ограничениями наблюдений", - говорит Колин Норман с университета Джона Хопкинса в Балтиморе, США, также соавтор исследования.

Обнаруженные галактики являются одними из самых маленьких, которые могут наблюдать нынешние телескопы. Это открытие требовало наблюдений в течение нескольких часов с помощью самых больших из доступных оптических телескопов, включая Очень большой телескоп. Используя приборы MUSE и FORS2 на VLT в обсерватории ESO в Паранале в чилийской пустыне Атакама, команда подтвердила связь между четырьмя из шести галактик и черной дырой. "Мы считаем, что мы только увидели вершину айсберга, и несколько галактик, обнаруженных до сих пор вокруг этой сверхмассивной черной дыры, являются лишь самыми яркими", - сказала соавтор Барбара Бальмаверде, астроном из INAF в Торино, Италия.

Эти результаты способствуют нашему пониманию того, как формировались и развивались сверхмассивные черные дыры и большие космические структуры. Очень большой телескоп ESO, который сейчас строится в Чили, сможет развить это исследование, наблюдая гораздо более тусклые галактики вокруг массивных черных дыр в ранней Вселенной с помощью своих мощных инструментов.

Читайте еще интересные новости о космосе.