Новое открытие проливает свет на очень ранние сверхмассивные черные дыры

Астрономы обнаружили быстрорастущую черную дыру в одной из самых экстремальных галактик в очень ранней Вселенной. Открытие галактики и черной дыры в ее центре дает новые подсказки о формировании самых первых сверхмассивных черных дыр.

Об этом рассказывают в Королевском астрономическом обществе, передают OstanniPodii.com.

Открытие сделано с помощью наблюдений в радиообсерватории "Атакамский большой миллиметровый массив" (ALMA) в Чили. Группа исследователей установила, что галактика под названием COS-87259, которая содержит эту новую сверхмассивную черную дыру, является очень экстремальной — образует звезды со скоростью, которая в 1000 раз превышает скорость образования звезд в нашем Млечном Пути, и содержит более миллиарда солнечных масс межзвездной пыли. Галактика ярко сияет как по причине интенсивного звездообразования, так и из-за роста сверхмассивной черной дыры в ее центре.

Обнаруженная черная дыра считается новым типом первобытной черной дыры — она сильно окутана космической "пылью", из-за чего почти весь ее свет излучается в среднем инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра. Исследователи также обнаружили, что эта сверхмассивная черная дыра в процессе роста (называется активным галактическим ядром) генерирует мощную струю материала (джет), которая движется сквозь галактику-хозяина со скоростью, близкой к скорости света.

На сегодняшний день черные дыры с массой, которая в миллионы и миллиарды раз превышает массу нашего Солнца, находятся в центре почти каждой галактики. Но остается загадкой для ученых то, как впервые образовались эти сверхмассивные черные дыры, особенно потому, что некоторые из этих объектов были обнаружены, когда Вселенная была очень молодой. Поскольку свету от этих источников требуется так много времени, чтобы достичь нас, мы видим их такими, какими они были в прошлом; в данном случае, всего через 750 миллионов лет после Большого взрыва (z=6.853), что составляет примерно 5% от нынешнего возраста Вселенной.

Что особенно впечатляет в этом новом объекте, так это то, что он был обнаружен на относительно небольшом участке неба для обнаружения подобных объектов, - менее чем в 10 раз больше размера полной Луны, что позволяет предположить, что в очень ранней Вселенной могут существовать тысячи подобных источников. Это было совершенно неожиданно по сравнению с предыдущими данными.

Единственным другим классом сверхмассивных черных дыр, о котором мы знали в очень ранней Вселенной, являются квазары, которые представляют собой активные черные дыры, относительно не затуманенные космической пылью. На расстояниях, подобных COS-87259, квазары встречаются крайне редко, всего несколько десятков на всем небе. Удивительное открытие COS-87259 и ее черной дыры поднимает несколько вопросов о распространенности очень ранних сверхмассивных черных дыр, а также о типах галактик, в которых они обычно образуются.

Райан Эндсли, ведущий автор исследования и сейчас постдокторский научный сотрудник Техасского университета в Остине, говорит: «Эти результаты позволяют предположить, что очень ранние сверхмассивные черные дыры часто были сильно затенены пылью, возможно, вследствие интенсивной активности звездообразования в галактиках-хозяевах. Это то, что другие предсказывали уже несколько лет, и очень приятно увидеть первое прямое наблюдательное доказательство, подтверждающее этот сценарий».

Подобные объекты были обнаружены также в более локальной, современной Вселенной, например, Arp 299. В этой системе две галактики сталкиваются друг с другом (на изображении выше), порождая интенсивную звездную вспышку, а также сильное затмение сверхмассивной черной дыры, которая растет в одной из двух галактик.

Эндсли добавляет: «Хотя никто не ожидал найти подобный объект в ранней Вселенной, его открытие - это шаг к более глубокому пониманию того, как черные дыры с массой в миллиард солнечных масс смогли сформироваться на таком раннем этапе существования Вселенной, а также как происходила эволюция самых массивных галактик».

Работа была опубликована в журнале "Ежемесячные сообщения Королевского астрономического общества".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.