|
Самая ранняя черная дыра во Вселенной
|
|
|
|
Международная группа астрономов под руководством Техасского университета в Центре космических исследований в Остине обнаружила самую удаленную черную дыру из когда-либо подтвержденных. Она и галактика, которую она называет своим домом, CAPERS-LRD-z9, появились спустя 500 миллионов лет после Большого взрыва. Это означает, что она возникла на 13,3 миллиарда лет раньше, когда возраст нашей Вселенной составлял всего 3% от ее нынешнего возраста. Таким образом, это дает уникальную возможность изучить структуру и эволюцию этого загадочного периода.
|
|
|
|
"Когда ищешь черные дыры, это практически все, что можно сделать в прошлом. Мы действительно раздвигаем границы того, что могут обнаружить современные технологии", - сказал Энтони Тейлор, научный сотрудник Центра космических границ и руководитель команды, сделавшей это открытие. Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.
|
|
|
|
"Хотя астрономы нашли несколько более отдаленных кандидатов, - добавил Стивен Финкельштейн, соавтор статьи и директор Центра космических границ, - им еще предстоит обнаружить отчетливую спектроскопическую сигнатуру, связанную с черной дырой".
|
|
|
|
С помощью спектроскопии астрономы разделяют свет на множество длин волн, чтобы изучить характеристики объекта. Чтобы идентифицировать черные дыры, они ищут свидетельства наличия быстро движущегося газа. По мере того, как он вращается и падает в черную дыру, свет от удаляющегося от нас газа растягивается до гораздо более красных длин волн, а свет от газа, движущегося к нам, сжимается до гораздо более голубых длин волн.
|
|
|
|
|
|
|
"Существует не так много других факторов, которые создают эту сигнатуру", - объяснил Тейлор. - И в этой галактике она есть.
|
|
|
|
Для своего поиска команда использовала данные программы CAPERS (CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey) космического телескопа Джеймса Уэбба. Запущенный в 2021 году, JWST обеспечивает самые дальние виды на космос из доступных, а CAPERS - наблюдения за самыми дальними краями.
|
|
|
|
"Первая цель CAPERS - подтвердить и изучить наиболее удаленные галактики", - сказал Марк Дикинсон, соавтор статьи и руководитель команды CAPERS. "JWST-спектроскопия является ключом к определению расстояний до них и пониманию их физических свойств".
|
|
|
|
Первоначально рассматривавшаяся как интересное пятнышко на снимках программы, CAPERS-LRD-z9 оказалась частью нового класса галактик, известных как "Маленькие красные точки". Существующие только в течение первых 1,5 миллиардов лет существования Вселенной, эти галактики очень компактны, красны и неожиданно ярки.
|
|
|
|
"Открытие маленьких красных точек стало большим сюрпризом по сравнению с ранними данными JWST, поскольку они совсем не походили на галактики, видимые с помощью космического телескопа Хаббла", - пояснил Финкельштейн. "Сейчас мы находимся в процессе выяснения того, на что они похожи и как они появились".
|
|
|
|
CAPERS-LRD-z9 может помочь астрономам в этом.
|
|
|
|
С одной стороны, эта галактика является дополнительным доказательством того, что сверхмассивные черные дыры являются источником неожиданной яркости Маленьких красных точек. Обычно такая яркость указывает на обилие звезд в галактике. Однако маленькие красные точки существуют в то время, когда такая большая масса звезд маловероятна.
|
|
|
|
С другой стороны, черные дыры также ярко светятся. Это происходит потому, что они сжимают и нагревают материалы, которые потребляют, создавая невероятный свет и энергию. Подтвердив существование такой связи в CAPERS-LRD-z9, астрономы обнаружили поразительный пример этой связи в виде маленьких красных точек.
|
|
|
|
Обнаруженная галактика также может помочь ответить на вопрос, что вызывает ярко выраженный красный цвет маленьких красных точек. Возможно, это связано с плотным газовым облаком, окружающим черную дыру, которое при прохождении через нее искажает излучение в более красную сторону.
|
|
|
|
"Мы видели подобные облака в других галактиках", - объяснил Тейлор. "Когда мы сравнили этот объект с другими источниками, они оказались точными копиями".
|
|
|
|
Эта галактика также примечательна тем, насколько колоссальна ее черная дыра. Ее масса, по оценкам, в 300 миллионов раз превышает массу нашего Солнца, а это вдвое меньше, чем у всех звезд в ее галактике. Даже среди сверхмассивных черных дыр она особенно велика.
|
|
|
|
Обнаружение такой массивной черной дыры на столь раннем этапе дает астрономам ценную возможность изучить, как развивались эти объекты. У черной дыры, существующей в более поздней Вселенной, были разные возможности для увеличения размера в течение ее существования. Но у черной дыры, существующей в первые несколько сотен миллионов лет, их не было.
|
|
|
|
"Это добавляет все больше доказательств того, что ранние черные дыры росли гораздо быстрее, чем мы считали возможным", - сказал Финкельштейн. "Или же они изначально были гораздо массивнее, чем предсказывают наши модели".
|
|
|
|
Чтобы продолжить свои исследования CAPERS-LRD-z9, команда надеется собрать больше данных с более высоким разрешением с помощью JWST. Это может дать более полное представление о нем и о роли черных дыр в появлении маленьких красных точек.
|
|
|
|
"Для нас это хороший тестовый объект", - сказал Тейлор. "До недавнего времени у нас не было возможности изучить раннюю эволюцию черной дыры, и мы рады видеть, что мы можем узнать об этом уникальном объекте".
|
|
|
|
Источник
|
