|
Свидетельство существования первичной черной дыры
|
|
|
|
Крошечный сгусток красного света, замеченный в начале Вселенной, может представлять собой первое прямое свидетельство того, что сверхмассивная черная дыра образовалась в результате взрыва. В новой блестящей работе большая международная команда под руководством астрофизика Игнаса Юоджбалиса из Кембриджского университета в Великобритании непосредственно измерила массу одной из загадочных "Маленьких красных точек" (LRD), замеченных JWST в эпоху реионизации, всего через 600 миллионов лет после Большого взрыва.
|
|
|
|
Результаты работы команды предполагают, что загадочное свечение под названием QSO1 является черной дырой с массой, эквивалентной 50 миллионам Солнц. Если это подтвердится – а это немалое "если", – это может свидетельствовать о существовании первичных черных дыр, которые образовались в самые первые моменты после Большого взрыва.
|
|
|
|
"Независимо от конкретной модели, высокая масса в столь отдаленную космическую эпоху, чрезвычайно высокое отношение массы черной дыры к массе звезды, а также почти нетронутая окружающая среда указывают на то, что QSO1 является зародышем массивной черной дыры, захваченной на самых ранних стадиях аккреции", - пишут исследователи в загруженном препринте. в arXiv перед экспертной оценкой.
|
|
|
|
Мы всегда ожидали, что JWST, самый мощный космический телескоп из когда-либо созданных, расскажет о таинственных событиях первого миллиарда лет после Большого взрыва, о которых мы даже не подозревали.
|
|
|
|
|
|
|
LRDs - одна из таких вещей. Как следует из названия, они представляют собой маленькие точечки света с экстремально красным смещением в эпоху реионизации - процесса, длившегося миллиарды лет, в результате которого свет от первых звезд и галактик, как полагают, рассеял непрозрачный туман, заполнявший раннюю Вселенную, позволив свету течь свободно.
|
|
|
|
Поскольку этот период Вселенной находится так далеко от нас в пространстве-времени и настолько туманен, что трудно заглянуть за его границы. У ученых есть несколько довольно убедительных объяснений того, как первые звезды, галактики и черные дыры образовались из первобытной тьмы, но найти подтверждение наблюдениям оказалось немного сложнее.
|
|
|
|
Свет, исходящий от объектов ранней Вселенной, был растянут в сторону красного конца электромагнитного спектра, или красного смещения, благодаря продолжающемуся расширению Вселенной. JWST предназначен для наблюдения света на этих длинах волн, что делает его лучшим инструментом, который у нас есть, для того, чтобы попытаться понять, как все начиналось.
|
|
|
|
Телескоп обнаружил сотни LRD, но ученые не совсем уверены, что это такое. Это могут быть ранние черные дыры, но черные дыры обычно сопровождаются рентгеновским излучением, которого, как ни странно, небо вокруг LRD лишено. Другая школа мысли предполагает, что это могут быть скопления звезд.
|
|
|
|
Юоджбалис и его коллеги выбрали QSO1 в качестве кандидата для более детального изучения этих сгустков. Это потому, что QSO1 является частью любопытной, случайной космологической структуры, известной как гравитационная линза. Пространство-время огибает массивное скопление галактик, расположенное между нами и QSO1, таким образом, что оно усиливает свет позади себя, в том числе свечение QSO1. Этот сильный эффект линзирования означает, что ученые могут видеть QSO1 гораздо четче, чем другие LRD.
|
|
|
|
Тщательно разделив и проанализировав линзованный свет, они смогли рассчитать кривую вращения объекта – измерение, которое для галактик показывает массу рассматриваемой галактики и черной дыры в ее центре.
|
|
|
|
Их результаты, по словам исследователей, несовместимы с интерпретацией LRDS как звездного скопления. Скорее всего, кривая вращения QSO1 точно соответствует галактике, вращающейся вокруг массы около 50 миллионов масс Солнца – интерпретация, которая также соответствует оценкам массы черной дыры, полученным по линиям водорода в спектре объекта.
|
|
|
|
Но галактика вокруг черной дыры крошечная, намного меньше, чем ожидалось для массы черной дыры, что делает ее самой голой массивной черной дырой, когда-либо обнаруженной. Это может быть ключом к пониманию того, как образовались галактики в ранней Вселенной, что позволяет предположить, что черные дыры появились первыми, а галактики собрались вокруг них.
|
|
|
|
"Единственные сценарии, которые могут объяснить существование такой системы, - это те, которые связаны с "тяжелыми семенами", такими как черные дыры прямого коллапса (DCBH, возникающие в результате прямого коллапса массивных первозданных облаков) или первичные черные дыры (PBH, образовавшиеся в первую секунду после Большого взрыва)", - говорят исследователи. напишите в их газете.
|
|
|
|
Оба сценария требуют дальнейшего изучения. С одной стороны, DCBH будут сопровождаться ультрафиолетовым излучением, невидимым в QSO1. С другой стороны, масса PBH значительно меньше 50 миллионов солнечных масс. Однако возможно, что объект является продуктом быстрого роста, как в результате аккреции, так и в результате столкновительных процессов, что делает QSO1, потенциально, первым прямым доказательством существования первичных черных дыр.
|
|
|
|
Статью еще предстоит рецензировать, и это довольно необычное утверждение, так что мы будем ждать развития этого направления исследований. Однако, каким бы ни был результат, мы уверены, что LRDS расскажут нам что-то действительно захватывающее о рождении Вселенной.
|
|
|
|
Источник
|
