Космический телескоп "Джеймс Уэбб" обнаружил самую отдаленную активную сверхмассивную черную дыру

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) обнаружил самую отдаленную из известных на сегодня активную сверхмассивную черную дыру. Её галактика-хозяйка, известная как CEERS 1019, существовала всего 570 миллионов лет после Большого взрыва. Отличительной особенностью этой древней галактики является относительно небольшой размер её черной дыры по сравнению с другими, обнаруженными в ранней Вселенной.

 

Об этом рассказывается в пресс-релизе Техасского университета в Остине, передають OstanniPodii.com.

Программа "Научное исследование ранней космической эволюции" (CEERS), проводимая "Уэббом" под руководством Стивена Финкельштейна из Техасского университета в Остине, предоставило доказательства этих замечательных находок.

"До сих пор исследования объектов в ранней Вселенной имели преимущественно теоретический характер", - сказал Финкельштейн. С помощью "Уэбба" мы не только можем видеть черные дыры и галактики на огромных расстояниях, но и приступить к их точному измерению. В этом заключается огромная сила этого телескопа".

CEERS 1019 примечательна своей древностью и относительно небольшой массой черной дыры, которая примерно в девять миллионов раз превышает массу нашего Солнца. Это значительно меньше массы других черных дыр ранней Вселенной, обнаруженных с помощью различных телескопов.

Как правило, такие огромные черные дыры содержат более миллиарда солнечных масс и их легче обнаружить из-за их яркости, обусловленной поглощением материи. В отличие от них, черная дыра в CEERS 1019 по размеру более сопоставима с дырой в центре нашей галактики Млечный Путь, масса которой примерно в 4,6 миллиона раз больше массы Солнца.

Однако эта черная дыра все еще сложна для объяснения, несмотря на ее меньший размер, учитывая ее раннее образование. Существование черных дыр меньшего размера в ранней Вселенной теоретизировалось в течение некоторого времени, но наблюдения "Уэбба" теперь предоставили окончательное доказательство. В дополнение, сейчас астрономическим сообществом проходят тщательную проверку другие заявления о существовании еще более отдаленных черных дыр, обнаруженных JWST.

Член команды CEERS Ребекка Ларсон из Техасского университета в Остине подчеркнула богатство спектральных линий, доступных для анализа, что делает наблюдения схожими с наблюдениями черных дыр в галактиках, близких к нашей собственной. Спектральная линия - это часть спектра света, которая либо слабее, либо сильнее других. Это вызвано испусканием или поглощением света в небольшом диапазоне частот по сравнению с близкими частотами. Спектральные линии часто используются для идентификации атомов и молекул.

"Взгляд на этот далекий объект с помощью телескопа очень похож на изучение данных о черных дырах, которые существуют в галактиках, расположенных неподалеку от нашей собственной", - говорит Ларсон, которая возглавляла это открытие. "Здесь так много спектральных линий для анализа!"

Исследователи также изучили визуальные характеристики CEERS 1019 и обнаружили, что она имеет вид трех ярких сгустков, а не как единый круглый диск. Эта необычная структура заставила их предположить, что слияние галактик может быть причиной активности черной дыры, что, в свою очередь, может привести к усиленному звездообразованию.

Помимо CEERS 1019, команда CEERS Survey обнаружила еще две небольшие черные дыры. Первая, расположенная в галактике CEERS 2782, была легко заметна, поскольку никакая пыль не мешала обзору Уэбба. Ее существование датируется всего 1,1 миллиардом лет после Большого взрыва. Вторая черная дыра, в галактике CEERS 746, возникла чуть раньше, примерно через миллиард лет после Большого взрыва. Хотя она частично скрыта пылью, ее яркий аккреционный диск указывает на то, что в галактике также происходит интенсивное звездообразование.

Эти две черные дыры, как и та, что находится в CEERS 1019, считаются "легковесами" по сравнению с ранее известными сверхмассивными черными дырами на аналогичных расстояниях. Их масса примерно в 10 миллионов раз превышает массу Солнца.

Член группы Дейл Кочевски из колледжа Колби отметил, что черные дыры с меньшей массой могут быть более многочисленными в ранней Вселенной, чем считалось ранее.

"Центральная черная дыра видна, но наличие пыли указывает на то, что она может находиться внутри галактики, которая также яростно выбрасывает звезды", - говорит Кочевски. "Исследователи давно знают, что в ранней Вселенной должны существовать черные дыры с меньшей массой. Теперь мы думаем, что черные дыры меньшей массы могут быть повсюду, ожидая своего открытия".

Чувствительные спектры JWST также позволили провести точные измерения расстояний и возраста галактик в ранней Вселенной. Исследователи идентифицировали 11 галактик, расположенных между 470 и 675 миллионами лет после Большого взрыва. Несмотря на огромное расстояние, эти галактики находятся в стадии быстрого звездообразования и менее химически обогащены, чем более близкие галактики.

В будущем данные JWST также могут быть использованы для объяснения того, как формировались ранние черные дыры, пересмотра моделей исследователей о том, как черные дыры росли и эволюционировали в первые несколько сотен миллионов лет истории Вселенной.