10.9K
Используя Очень Большой телескоп (VLT) Европейской южной обсерватории (ESO), астрономы обнаружили в ранней Вселенной шесть галактик, окружающих сверхмассивную черную дыру. Впервые такая тесная группа наблюдается в столь раннюю эпоху – спустя менее одного миллиарда лет после Большого взрыва. Находка позволяет лучше понять, каким образом гигантские гравитационные монстры, подобные тому, что лежит в центре Млечного Пути, смогли образоваться и достичь таких огромных размеров за столь короткое время. Результаты наблюдений и выводы ученых представлены в журнале Astronomy & Astrophysics.
«Наша работа была направлена на раскрытие природы, возможно, самых загадочных астрономических объектов – сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Это поистине экстремальные системы и на сегодня у нас нет хорошего объяснения их существования», – рассказывает Марко Миньоли, ведущий автор исследования из Национального института астрофизики Италии.
В рамках исследований астрономы выявили несколько галактик, окружающих сверхмассивную черную дыру. Все они лежат внутри космической газовой «паутины», простирающейся на расстояние, более чем в 300 раз превышающее размеры Млечного Пути. В точках пересечения волокон локализуются и растут галактики. А вдоль волокон, возможно, движутся потоки газа, которые питают как звездообразование в галактиках, так и центральную сверхмассивную черную дыру.
Свет от огромной паутинообразной структуры, в центре которой находится черная дыра с массой в миллиард солнечных, дошел до нас из эпохи, когда Вселенной было всего 0,9 миллиарда лет.
«Наша находка добавляет важный фрагмент в незавершенный пазл, который представляет собой теория образования и роста этих экстремальных, но относительно многочисленных объектов, так недалеко отстоящих по времени от Большого взрыва», – добавил Роберто Джилли, соавтор исследования Национального института астрофизики Италии.
Чтобы достичь массы порядка миллиарда Солнц за первые 900 миллионов лет жизни Вселенной, первичные черные дыры, сформировавшиеся, как полагают, в результате коллапса первых звезд, должны были расти с очень большой скоростью. Пока астрономам не удалось объяснить, откуда могло взяться столько «пищи для черных дыр», позволившей этим объектам за короткое время достичь таких больших размеров. Найденная структура дает на этот вопрос правдоподобное объяснение: «паутина» и галактики внутри нее содержат достаточно газа, чтобы обеспечить превращение центральной черной дыры в сверхмассивного гиганта.
Но как же могла появиться сама эта «паутина» и другие образования такого типа? Астрономы считают, что ключ к этой загадке дают гигантские гало таинственной темной материи. По всей видимости, на ранней стадии существования Вселенной огромные области невидимого вещества притягивают большие массы газа. Вместе с темной материей этот газ формирует паутинообразные структуры, внутри которых могут эволюционировать галактики и черные дыры.
Зарегистрированные галактики – одни из самых слабых объектов, которые могут наблюдаться современными инструментами. Для их открытия потребовались многочасовые наблюдения с самыми крупными существующими оптическими телескопами.
«Мы считаем, что увидели только верхушку айсберга. Несколько открытых на сегодняшний день галактик вокруг сверхмассивной черной дыры – это лишь самые яркие из них», – заключили авторы исследования.
Полученные результаты вносят большой вклад в наше понимание процессов формирования и развития сверхмассивных черных дыр и крупномасштабных космических структур. Строящийся сейчас в Чили Чрезвычайно Большой телескоп (ELT) ESO со своими мощными приемниками сможет продолжить эти исследования, наблюдая гораздо больше слабых галактик вокруг сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной.