В далекой вселенной обнаружены старейший квазар и сверхмассивная черная дыра
Технологии15 января 2021

В далекой вселенной обнаружены старейший квазар и сверхмассивная черная дыра

Это открытие было раскрыто на 237-м заседании Американского астрономического общества, которое произошло практически из-за пандемии. Исследование принято к публикации в Astrophysical Journal Letters. Квазар или квазизвездный объект - это компактная область в центре галактики, излучающая огромную энергию. Они излучают столько энергии, что в телескоп квазары кажутся звездами. Астрономы считают, что сверхмассивные черные дыры в центрах галактик на самом деле приводят в действие квазары, действуя как двигатель. Когда газ попадает на квазары в центрах галактик, они образуют диски из газа и пыли, которые излучают электромагнитную энергию. Это создает яркость больше, чем у целых галактик. Джеты вылетают из квазара, пульсируя рентгеновскими лучами, и это одни из самых горячих объектов во всей Вселенной. Струи выдувают из галактики газ и пыль, которые необходимы для образования звезд. Когда квазар формируется, это означает, что в галактике закончились дни звездообразования. Этот квазар в тысячу раз ярче, чем наша галактика Млечный Путь, и он питается от самой ранней известной сверхмассивной черной дыры. Свету этого квазара потребовалось более 13 миллиардов лет, чтобы достичь Земли, и астрономы смогли наблюдать его, поскольку квазар появился всего через 670 миллионов лет после Большого взрыва.

Его двигатель черной дыры весит более чем в 1,6 миллиарда раз больше массы нашего Солнца, что делает его вдвое массивнее, чем у предыдущего рекордсмена. «Это самое раннее свидетельство того, как сверхмассивная черная дыра влияет на галактику вокруг нее», - сказал Фейдж Ван, ведущий автор исследования и научный сотрудник НАСА по Хабблу из Университета Аризоны. «Из наблюдений за менее далекими галактиками мы знаем, что это должно произойти, но мы никогда не видели, чтобы это происходило так рано во Вселенной». Открывшие квазар астрономы окрестили его J0313-1806. «Самые далекие квазары имеют решающее значение для понимания того, как образовались самые ранние черные дыры, и для понимания космической реионизации - последнего крупного фазового перехода нашей Вселенной», - сказал Сяохуэй Фань, соавтор исследования и профессор астрономии в Университете Аризоны.

Чтобы представить себе яркость этого высокоэнергетического объекта, представьте себе наше Солнце - но в 10 триллионов раз ярче. Астрономы были удивлены, обнаружив, что этот квазар полностью сформировался за столь короткое время, говоря астрономически, после Большого взрыва. Присутствие массивной черной дыры, которая питает ее в этот ранний момент на временной шкале Вселенной, также ставит под сомнение понимание астрономами образования черной дыры. Например, как эта черная дыра успела сформироваться? «Черные дыры, созданные самыми первыми массивными звездами, не могли бы вырасти до таких размеров всего за несколько сотен миллионов лет», - сказал Ван.

Обычно такие массивные черные дыры образуются, когда гигантские звезды взрываются и коллапсируют, образуя черные дыры, которые увеличиваются в размерах. Они также могут образоваться при коллапсе плотного скопления звезд. И то и другое требует времени. «Это говорит вам о том, что, что бы вы ни делали, семя этой черной дыры, должно быть, образовалось с помощью другого механизма», - сказал Фан. «В данном случае это механизм, который включает огромное количество первичного холодного водородного газа, непосредственно схлопывающегося в зародыш черную дыру». Яркость квазара указывает на то, что черная дыра поглощает около 25 звезд, таких как наше Солнце, каждый год, что приводит к оттоку газа, движущемуся со скоростью 20% от скорости света.

Эта потеря газа обычно останавливает рождение звезд в галактике, потому что этот газ является необходимым ингредиентом в звездообразовании. «Мы думаем, что эти сверхмассивные черные дыры стали причиной того, что многие из больших галактик в какой-то момент перестали образовывать звезды», - сказал Фан. В конечном итоге у черной дыры закончится еда, что замедлит ее рост, сказал Фан. В открытии использовалось несколько телескопов, и астрономы стремятся наблюдать за ним в будущем. Галактика, в которой находится квазар, быстро производит звезды со скоростью в 200 раз быстрее, чем Млечный Путь. «Это было бы отличной целью для исследования образования самых первых сверхмассивных черных дыр», - сказал Ван. «Мы также надеемся узнать больше о влиянии оттока квазаров на их родительскую галактику, а также узнать, как самые массивные галактики сформировались в ранней Вселенной».

Написать комментарий