Новости науки
Найдена самая древняя сверхмассивная черная дыра
Группа астрономов проанализировала данные, полученные с помощью двух космических телескопов НАСА – рентгеновской обсерватории Chandra и телескопа имени Джеймса Уэбба, работающего в инфракрасном диапазоне. Ученые обнаружили признаки существования растущей черной дыры на момент, когда Вселенной было только 600 миллионов лет после Большого взрыва. Иными словами, на данный момент это самая далекая и, соответственно, самая древняя сверхмассивная черная дыра. Она расположена в галактике UHZ1 в направлении галактического скопления Abell 2744, находящегося на расстоянии 3,5 миллиарда световых лет. Однако данные телескопа Уэбба показывают, что UHZ1 находится гораздо дальше скопления – в 13,2 миллиарда световых лет от Земли. Это соответствует времени существования Вселенной, которое составляло чуть более четырех процентов от ее текущего возраста.
Наблюдения в течение двух недель на телескопе Chandra позволили выявить присутствие в галактике сверхгорячего газа, испускающего рентгеновское излучение. Свет от самой галактики и рентгеновские лучи были усилены в четыре раза благодаря гравитационному линзированию из-за присутствия Abell 2744, что дало возможность астрономам обнаружить источник интенсивного излучения.
Оказалось, что черная дыра на раннем этапе своего формирования уже была гигантской. Ее масса оценивается между 10 и 100 миллионами масс Солнца, что сравнимо с массой всех звезд в UHZ1, то есть с массой этой галактики. Это сильно контрастирует со сверхмассивными черными дырами в окрестностях Млечного Пути, которые имеют массу лишь в десятые доли процента от массы родительских галактик. Открытие согласуется с теоретическими предсказаниями, сделанными в 2017 году профессором астрономии Йельского университета Приямвадой Натараян, которая известна своими работами по картографированию темной материи и темной энергии, а также исследованиями гравитационных линз и сверхмассивных черных дыр. Согласно ее предсказаниям, сверхмассивные черные дыры образуются в результате коллапса большого облака газа.
Известно, что многие сверхмассивные черные дыры уже существовали менее чем через 700 миллионов лет после Большого взрыва, однако их происхождение оставалось загадкой. Предполагается, что зародыши первых черных дыр являются либо легкими остатками первых звезд, либо тяжелыми объектами, возникшими в результате прямого коллапса газовых облаков.
Открытие представлено в журнале «Nature Astronomy».
Обнаружены скрытые облаками пыли квазары
Группа астрономов под руководством ученых из Даремского университета (Великобритания) установила, что квазары – сверхмассивные черные дыры в активных центрах галактик – могут быть скрыты плотными облаками газа и пыли. Это открытие бросает вызов устоявшемуся представлению, что такие черные дыры скрыты только пылевыми кольцами в форме бублика.
Используя данные, полученные на радиоинтерферометре ALMA в Чили, астрономы обнаружили окруженные плотной пылью квазары с интенсивными темпами звездообразования. Многие из этих квазаров расположены в очень компактных галактиках, состоящих в основном из звезд, диаметром не более 3000 световых лет. Эти галактики могут образовывать более 1000 звезд в год. Чтобы формировать такое большое количество звезд, галактике необходимо огромное количество газа и пыли, которые могут накапливаться в центральной области и полностью скрывать квазар. В некоторых случаях окружающая галактика настолько наполнена газом и пылью, что даже рентгеновские лучи не могут пройти сквозь облако.
Скрытые квазары могут представлять собой раннюю стадию эволюции, когда молодые галактики богаты холодным газом и пылью, что способствует высоким темпам звездообразования и росту черных дыр.