"Вебб" ідентифікував найбільш ранні нитки космічної павутини

За допомогою космічного телескопа "Джеймс Вебб" виявлено ниткоподібне розташування 10 галактик, що існувало всього через 830 мільйонів років після Великого вибуху.

Про це розповідають в НАСА, передають OstanniPodii.com.

Галактики не розкидані безладно по Всесвіту. Вони збираються не тільки у скупчення, а й у величезні взаємопов′язані філаментарні (ниткоподібні) структури з гігантськими безплідними порожнечами між ними. Ця "космічна павутина" спочатку була неміцною та з часом ставала дедалі виразнішою, оскільки гравітація притягувала матерію одна до одної.

Астрономи за допомогою космічного телескопа "Джеймс Вебб" виявили ниткоподібне розташування 10 галактик, що існувало всього через 830 мільйонів років після Великого вибуху. Структура завдовжки 3 мільйони світлових років спирається на світний квазар - галактику з активною надмасивною чорною дірою в центрі. Команда вважає, що цей філамент з часом перетвориться на масивне скупчення галактик, подібне до відомого скупчення Волосся Вероніки.

"Я був здивований тим, наскільки довгим і вузьким є цей філамент", - сказав член команди Сяохуї Фань з Університету Аризони в Тусоні. "Я очікував щось знайти, але не очікував такої довгої, виразно тонкої структури".

"Це одна з найбільш ранніх філаментарних структур, які люди коли-небудь знаходили пов′язаними з далеким квазаром", - додав Фейдж Ванг з Університету Аризони в Тусоні, головний дослідник цієї програми.

Відкриття було зроблено в рамках проєкту ASPIRE (Спектроскопічний огляд зміщених гало в Епоху реіонізації), основною метою якого є вивчення космічного оточення найбільш ранніх чорних дір. Загалом у рамках програми спостерігатимуть 25 квазарів, що існували протягом першого мільярда років після Великого вибуху - час, відомий як Епоха реіонізації.

"Останні два десятиліття досліджень у галузі космології дали нам глибоке розуміння того, як формується й розвивається космічна павутина. Мета ASPIRE - зрозуміти, як включити появу найбільш ранніх масивних чорних дір у нашу нинішню історію формування космічної структури", - пояснив член команди Джозеф Хеннаві з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі.

На цьому компасному зображенні показано поле глибоких галактик, зняте NIRCam (Камера ближнього інфрачервоного діапазону) для програми ASPIRE. Поле включає квазар під назвою J0305-3150, яскравість якого засвітлює галактику-господаря. Праворуч внизу - стрілки компаса, що вказують орієнтацію зображення на небі. Під зображенням міститься колірний ключ, що показує, які фільтри NIRCam було використано для створення зображення та який колір видимого світла присвоєно кожному фільтру. Credits: NASA, ESA, CSA, Feige Wang (University of Arizona), and Joseph DePasquale (STScI)

Зростання монстрів

В іншій частині дослідження вивчаються властивості восьми квазарів у молодому Всесвіті. Команда підтвердила, що їхні центральні чорні діри, які існували менш ніж через мільярд років після великого вибуху, мають масу від 600 мільйонів до 2 мільярдів разів більшу за масу нашого Сонця. Астрономи продовжують шукати докази, що пояснюють, як ці чорні діри могли так швидко вирости до таких розмірів.

"Щоб сформувати ці надмасивні чорні діри за такий короткий час, мають бути дотримані два критерії. По-перше, необхідно почати зростання з масивної "насіннєвої" чорної діри. По-друге, навіть якщо ця "насінина" має масу, еквівалентну тисячі Сонць, вона повинна акреціювати в мільйон разів більше матерії з максимально можливою швидкістю протягом усього свого життя", - пояснив Ванг.

"Ці безпрецедентні спостереження дають важливі підказки про те, як зібралися чорні діри. Ми дізналися, що ці чорні діри розташовуються в масивних молодих галактиках, які надають резервуар палива для їхнього зростання", - сказав Джіні Ян з Університету Аризони, який очолює дослідження чорних дір за допомогою ASPIRE.

"Вебб" також надав найкращі докази того, як ранні надмасивні чорні діри потенційно регулюють утворення зірок у своїх галактиках. У той час як надмасивні чорні діри накопичують матерію, вони також можуть створювати величезні відтоки речовини. Ці вітри можуть поширюватися далеко за межі самої чорної діри, в галактичних масштабах, і можуть мати значний вплив на формування зірок.

"Сильні вітри від чорних дір можуть пригнічувати утворення зірок у галактиці-господарі. Такі вітри спостерігалися в прилеглому Всесвіті, але ніколи не спостерігалися безпосередньо в Епоху реіонізації", - каже Янг. "Розмір вітру пов′язаний зі структурою квазара. За спостереженнями "Вебба" ми бачимо, що такі вітри існували в ранньому Всесвіті".

Ці результати були опубліковані у двох статтях у журналі The Astrophysical Journal Letters 29 червня.