Выявлен самый ранний гигантский шторм у черных дыр

С помощью Атакамского большого миллиметрового/субмиллиметрового массива (ALMA) исследователи обнаружили титанический галактический ветер, управляемый сверхмассивной черной дырой 13,1 миллиарда лет назад.

Это самый ранний пример такого ветра из наблюдавшихся до сих пор, и является свидетельством того, что огромные черные дыры оказывают существенное влияние на рост галактик с самого начала истории Вселенной, рассказывается на сайте ALMA.

В центре многих крупных галактик скрывается сверхмассивная черная дыра, которая в миллионы-миллиарды раз массивнее Солнца. Интересно, что масса черной дыры примерно пропорциональна массе центральной области (выпуклости) галактики в ближайшей части Вселенной. На первый взгляд, это может показаться очевидным, но на самом деле очень странно. Причина в том, что размеры галактик и черных дыр отличаются примерно на 10 порядков. Исходя из этого пропорционального соотношения между массами двух объектов, которые настолько разнятся по размерам, астрономы считают, что галактики и черные дыры росли и эволюционировали вместе (коэволюция) с помощью какого-то физического взаимодействия.

Галактический ветер может обеспечить такой вид физического взаимодействия между черными дырами и галактиками. Сверхмассивная черная дыра проглатывает большое количество вещества. Когда это вещество начинает двигаться с большой скоростью под действием гравитации черной дыры, оно излучает интенсивную энергию, которая может выталкивать окружающее вещество наружу. Так возникает галактический ветер.

"Вопрос в том, когда галактические ветра возникли во Вселенной?", - говорит Такума Идзуми, ведущий автор исследовательской работы и научный сотрудник Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ). "Это важный вопрос, поскольку он связан с важной проблемой в астрономии: как галактики и сверхмассивные черные дыры коэволюционировали?"

Сначала исследовательская группа использовала телескоп Субару для поиска сверхмассивных черных дыр. Благодаря возможности широкоугольного наблюдения они обнаружили во Вселенной более 13 галактик с сверхмассивными черными дырами более 13 миллиардов лет назад.

Новости по подобной теме:

		JWST обнаружил, что ранние галактики уже наполняли Вселенную тяжелыми элементами
		«Хаббл» обнаружил рассинхронизированную спиральную галактику
		Имеют ли черные дыры скрытые «волосы»? Найден новый способ это проверить

Затем исследовательская группа использовала высокую чувствительность ALMA для исследования движения газа в галактиках-хозяевах черных дыр. ALMA наблюдал галактику HSC J124353.93+010038.5 (далее J1243+0100), обнаруженную телескопом Субару, и зафикировал радиоволны, излучаемые пылью и ионами углерода в галактике.

Детальный анализ данных ALMA показал, что в J1243+0100 существует скоростной поток газа, который движется со скоростью 500 км в секунду. Этот газовый поток имеет достаточно энергии, чтобы вытолкнуть звездный материал в галактике и остановить активность звездообразования. Газовый поток, обнаруженный в этом исследовании, действительно является галактическим ветром, и это самый старый наблюдательный пример галактики с огромным втором галактических размеров. Предыдущим рекордсменом была галактика около 13 миллиардов лет назад; поэтому это наблюдение отодвигает начало еще на 100 миллионов лет.

Команда также измерила движение спокойного газа в J1243+0100 и оценила массу выпуклости галактики, исходя из его гравитационного баланса, примерно в 30 миллиардов раз больше массы Солнца. Оцененная другим методом масса сверхмассивной черной дыры галактики составила примерно 1% от этой массы. Соотношение массы выпуклости к сверхмассивной черной дыре в этой галактике почти идентично отношению массы черных дыр к галактикам в современной Вселенной. Это означает, что коэволюция сверхмассивных черных дыр и галактик имела место менее чем через миллиард лет после рождения Вселенной.

"Наши наблюдения подтверждают последние высокоточные компьютерные моделирования, которые предполагали, что коэволюционные связи существовали даже примерно 13 миллиардов лет назад", - комментирует Изуми. "В будущем мы планируем наблюдать за большим количеством таких объектов и надеемся выяснить, есть ли первоначальная коэволюция, которая наблюдается в этом объекте, точной картиной общей Вселенной того времени".

Эти результаты наблюдений будут представлены в "Astrophysical Journal" от 14 июня 2021, и сейчас доступны на сервере препринтов.

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

• Черные дыры
• Галактики