Пролит свет на происхождение сверхмассивных черных дыр

14 / 4 / 2022 06:08, автор: Анатолій Колесник
Пролит свет на происхождение сверхмассивных черных дыр - фото

Астрономы обнаружили в ранней Вселенной быстро растущую черную дыру, которая считается критически важным "отсутствующим звеном" между молодыми звездообразующими галактиками и первыми сверхмассивными черными дырами.

На иллюстрации художника изображена сверхмассивная черная дыра, находящаяся внутри запыленного ядра галактики с активным звездообразованием. Впоследствии она станет очень ярким квазаром, как только исчезнет пыль. Credits: Illustration: NASA, ESA, N. Bartmann

Для этого открытия они использовали данные космического телескопа Хаббл, рассказывают в НАСА.

До сих пор чудовище, получившее прозвище GNz7q, скрывалось незамеченным в одном из наиболее изученных участков ночного неба — в поле Глубокое исследование истоков Больших обсерваторий-Север (GOODS-North).

GNz7q

Объект, обозначаемый GNz7q, является красной точкой в ​​центре изображения поля GOODS-North, полученного Хабблом. Credits: NASA, ESA, Garth Illingworth (UC Santa Cruz), Pascal Oesch (UC Santa Cruz, Yale), Rychard Bouwens (LEI), I. Labbe (LEI), Cosmic Dawn Center/Niels Bohr Institute/University of Copenhagen, Denmark

Архивные данные от Усовершенствованной камеры для наблюдений на Хаббле помогли команде определить, что GNz7q существовала лишь через 750 миллионов лет после Большого взрыва. Команда получила доказательства того, что GNz7q является новообразованной черной дырой. Хаббл обнаружил компактный источник ультрафиолетового (УФ) и инфракрасного света. Он не могло быть вызван излучением галактик, но согласуется с излучением, ожидаемым от материалов, падающих на черную дыру.

Быстро растущие черные дыры в запыленных ранних звездообразующих галактиках предусмотрены теориями и компьютерными симуляциями, но до сих пор не наблюдались.

«Наш анализ показывает, что GNz7q является первым примером быстрорастущей черной дыры в пылевом ядре галактики со вспышкой звездообразования в эпоху, близкую к самой ранней сверхмассивной черной дыре, известной во Вселенной», — объяснил Сэйдзи Фудзимото, астроном Института Нильса Бора Копенгагенского университета и ведущий автор статьи в журнале Nature, описывающий это открытие. «Свойства объекта по всему электромагнитному спектру прекрасно согласуются с прогнозами теоретических симуляций».

Одной из выдающихся загадок современной астрономии является: как сверхмассивные черные дыры, вес которых в миллионы или миллиарды раз превышает массу Солнца, так быстро стали такими огромными?

Современные теории подразумевают, что сверхмассивные черные дыры начинают свою жизнь в заполненных пылью ядрах галактик с активным звездообразованием до удаления окружающего газа и пыли и возникают как квазары с необычайной светимостью. Хотя и встречаются очень редко, в ранней Вселенной были обнаружены как пылевые галактики со вспышкой звездообразования, так и светящиеся квазары.

Команда считает, что GNz7q может быть отсутствующим звеном между этими двумя классами объектов. GNz7q имеет как аспекты пылевой галактики со вспышкой звездообразования, так и квазара, в котором свет имеет красноватый цвет пыли.

Кроме того, у GNz7q отсутствуют разные особенности, которые обычно наблюдаются у типичных, очень ярких квазаров (соответствующих излучению с аккреционного диска сверхмассивной черной дыры), что, скорее всего, объясняется тем, что центральная черная дыра в GNz7q все еще находится в молодой и менее массивной фазе. Эти свойства идеально совпадают с молодым квазаром переходной фазы, который был предусмотрен в симуляциях, но никогда не был идентифицирован во Вселенной с таким же большим красным смещением, как очень светящиеся квазары, до сих пор идентифицированные до красного смещения 7,6.

«GNz7q обеспечивает прямую связь между двумя редкими популяциями и открывает новый путь к пониманию быстрого роста сверхмассивных черных дыр в начале существования Вселенной», – продолжает Фудзимото. «Наше открытие являет собой пример предшественников сверхмассивных черных дыр, которые мы наблюдаем в более поздние эпохи».

Хотя невозможно полностью исключить другие интерпретации данных, полученных командой, наблюдаемые свойства GNz7q полностью согласуются с теоретическими прогнозами. Галактика-хозяин GNz7q формирует звезды со скоростью 1600 солнечных масс в год, а сама GNz7q выглядит яркой на УФ длинах волн, но очень тусклой в рентгеновском диапазоне.

Как правило, аккреционный диск массивной черной дыры должен быть очень ярким как в ультрафиолетовом, так и рентгеновском свете. Но на этот раз, хотя команда обнаружила ультрафиолетовый свет с помощью Хаббла, рентгеновский свет был невидим даже с одним из самых глубоких наборов рентгеновских данных. Эти результаты позволяют предположить, что ядро ​​аккреционного диска, откуда происходят рентгеновские лучи, все еще затемнено; тогда как внешняя часть аккреционного диска, откуда выходит ультрафиолетовый свет, становится незатемленной. Интерпретация заключается в том, что GNz7q – это быстро растущая черная дыра, которая все еще омрачена пылевым ядром своей звездообразующей галактики-хозяина.

«GNz7q – это уникальное открытие, найденное прямо в центре известного, хорошо изученного небесного поля – оно показывает, что большие открытия часто могут быть скрыты прямо перед вами», – прокомментировал Габриэль Браммер, другой астроном из Института Нильса Бора Копенгагенского университета и член команды, стоящей за этим результатом. «Маловероятно, что обнаружение GNz7q в относительно небольшой зоне исследования GOODS-North было просто "глупой удачей", скорее всего, распространенность таких источников может быть значительно выше, чем считалось ранее».

Нахождение GNz7q, скрывающейся на виду, стало возможным только благодаря уникально подробным многоволновым наборам данных, доступным для GOODS-North. Без такого богатства данных GNz7q было бы легко не заметить, поскольку она не имеет отличительных черт, обычно используемых для идентификации квазаров в ранней Вселенной. Теперь команда надеется систематически искать подобные объекты, используя специальные обзоры с высоким разрешением, и использовать преимущества спектроскопических инструментов космического телескопа Джеймса Вебба для детального исследования таких объектов, как GNz7q.

«Полностью охарактеризовать эти объекты, исследовать их эволюцию и основы физики станет возможным с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба», – подытожил Фудзимото. «После начала регулярной работы Уэбб будет иметь возможность определить, насколько распространены на самом деле эти быстро растущие черные дыры».

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

ТЕГИ:

 

Последние новости

сегодня:

все новости


 
ПОПУЛЯРНЫЕ НОВОСТИ:
Стерненко: На Луганщине россияне публично казнили гражданских

11:08, 4 декабря 2022 г.
Стерненко: На Луганщине россияне публично казнили гражданских
 
Война в Украине: оперативная информация на утро 04 декабря

07:30, 4 декабря 2022 г.
Война в Украине: оперативная информация на утро 04 декабря
 
6 - 11 декабря в Киеве проходят районные ярмарки

10:42, 6 декабря 2022 г.
6 - 11 декабря в Киеве проходят районные ярмарки
 
Рашисты держат темп по своим потерям

09:58, 6 декабря 2022 г.
Рашисты держат темп по своим потерям
 
Война в Украине: оперативная информация на утро 05 декабря

07:06, 5 декабря 2022 г.
Война в Украине: оперативная информация на утро 05 декабря
 
 
ПОХОЖИЕ НОВОСТИ:
“Карнавалы” черных дыр могут производить сигналы, наблюдаемые...

03:34, 6 декабря 2022 г.
“Карнавалы” черных дыр могут производить сигналы, наблюдаемые...
 
Обнаружена самая отдаленная черная дыра, поглощающая звезду

20:23, 1 декабря 2022 г.
Обнаружена самая отдаленная черная дыра, поглощающая звезду
 
Астрофизики ищут вторую по близости сверхмассивную черную дыру

05:26, 29 ноября 2022 г.
Астрофизики ищут вторую по близости сверхмассивную черную дыру
 
Черные дыры не всегда являются источником гамма-всплесков, пок...

12:52, 14 ноября 2022 г.
Черные дыры не всегда являются источником гамма-всплесков, пок...
 
Когда черные дыры сталкиваются, они могли бы производить нейтр...

08:22, 8 ноября 2022 г.
Когда черные дыры сталкиваются, они могли бы производить нейтр...
 
Цей сайт та сторонні віджети на ньому використовують COOKIE, що необхідно для повноцінної роботи сайту. “Куки” – це безпечна технологія збирання аналітичної інформації про відвідувачів. Їх можна відключити у налаштуваннях Вашого браузера. Погодитися на використання Cookie