Главная » 2022 » Апрель » 19 » В ранней Вселенной найден «предок» сверхмассивных черных дыр
21:44
В ранней Вселенной найден «предок» сверхмассивных черных дыр
В ранней Вселенной найден «предок» сверхмассивных черных дыр

Найден ключ к пониманию формирования сверхмассивных черных дыр в молодой Вселенной

 

Астрономы обнаружили в молодой Вселенной «связующее звено» между обычными галактиками и квазарами. Судя по свойствам, это будущая сверхмассивная черная дыра, которая формировалась, когда Вселенной было всего 750 миллионов лет.

Считается, что сверхмассивные черные дыры формируются на протяжении миллиардов лет, сливаясь с другими дырами и поглощая окружающую материю. Но мы находим такие огромные объекты в молодой Вселенной. Астрономы выдвигают разные предположения о том, как первые сверхмассивные дыры могли сформироваться за очень короткий, по астрономическим меркам, отрезок времени. Возможно, новое открытие поможет разобраться в этом вопросе.

«Обнаруженный объект соединяет собой две редкие популяции небесных объектов: пыльные звездообразующие галактики (DSFGs) и яркие квазары. С его помощью нам удастся разобраться, как в ранней Вселенной могли быстро формироваться сверхмассивные черные дыры», — комментирует Сейджи Фуджимото (Seiji Fujimoto), постдокторант из Института Нильса Бора при Копенгагенском университете. Результаты исследования международная команда ученых опубликовала в журнале Nature.

Квазары — одни из самых ярких источников радиоизлучения во Вселенной. С помощью снимков «Хаббла» и других мощных телескопов астрономы определили, что квазары всегда находятся в центрах галактик. Закрепилось предположение, что квазары — это сверхмассивные черные дыры, активно поглощающие окружающую материю. Падая в дыру, материя нагревается из-за трения и начинает ярко светиться.

На момент формирования объекта GNz7q, каким мы его видим, Вселенной было всего 750 миллионов лет. Он находится в центре галактики, где звезды рождаются в 1600 раз быстрее, чем в Млечном пути. Галактика и объект ярко светятся в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах. Такое свечение не может быть вызвано одной лишь галактикой, но отчасти совпадает с паттерном излучения от активной черной дыры.

Обычно края аккреционного диска черной дыры светятся ультрафиолетовым излучением, а центр — рентгеновским. В галактике с объектом GNz7q «Хаббл» засек ультрафиолетовое свечение, но не обнаружил рентгеновское. Получается, центр галактики всё еще скрыт нагретой пылью, которая объясняет инфракрасное свечение, а вот внешние регионы от пыли уже избавились.

В ранней Вселенной найден «предок» сверхмассивных черных дыр

Такая интерпретация данных полностью совпадает с теоретическими предположениями о формировании первых сверхмассивных черных дыр. Как объясняет астрофизик Гэбриэль Браммер (Gabriel Brammer) из Института Нильса Бора, «теоретики предсказывали, что такие черные дыры росли очень быстро: в пыльной звездообразующей галактике появлялся компактный объект, красный из-за окружающей пыли, но, отбросив пыль и газ, он становился ясным и ярким».

Ученые уже находили в молодой Вселенной яркие квазары, однако найти такой объект на этапе формирования удалось впервые.

Любопытно, что объект GNz7q нашелся в центре хорошо изученного кусочка неба, так называемого Hubble GOODS North field. Заметить его удалось благодаря подробной базе данных в широком диапазоне волн. Теперь команда ученых планирует целенаправленно искать объекты подобные GNz7q, в том числе с помощью данных, которые поступят от космического телескопа «Джеймс Уэбб».

Ранее предполагалось, что Сверхмассивные черные дыры могут зарождаться из темной материи. Необычная гипотеза объясняет появление сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной коллапсом гало темной материи.  Формирование сверхмассивных черных дыр остается одной из нерешенных загадок астрофизики. Такие объекты могут набирать миллионы и миллиарды масс Солнца, что требует немалого времени. Однако известны сверхмассивные черные дыры, появившиеся менее миллиарда лет спустя после Большого взрыва. Выдвигаются разные гипотезы, объясняющие их ускоренное образование: например, без исходной звезды, за счет коллапса плотных скоплений газа и пыли.

Эту идею предложила команда европейских и южноамериканских астрономов, статья которых опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Авторы обратили внимание на то, что большая часть массы галактик приходится на загадочную темную материю, которая не проявляет себя никак, помимо гравитации, действующей на обычное вещество.

Разреженное гало темной материи окружает галактики, а ближе к центру ее концентрация нарастает. Ученые предполагают, что здесь она может формировать стабильное «ядро», и если плотность темной материи достаточно велика, способна коллапсировать с образованием черной дыры. По оценкам Карлоса Аргуэльеса (Carlos Argüelles) и его коллег, такой процесс должен развиваться куда быстрее, чем в традиционных моделях, и мог привести к появлению сверхмассивных черных дыр уже в молодой Вселенной.

«Новый сценарий предлагает естественное объяснение формированию сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной, — добавляет Аргуэльес, — не требуя ни предварительного появления крупных звезд, ни совершенно нереалистичных скоростей аккреции вещества (как альтернативные модели. — Прим. ред.)». Любопытно, что в не слишком крупных галактиках массы темной материи должно быть недостаточно для коллапса, и «темное ядро» в них может оставаться стабильным достаточно долгое время. Его гравитация в некоторых аспектах способна имитировать присутствие черной дыры.



Просмотров: 191 | Добавил: Tatika | Теги: дыры, новости, Темная, материя, черные, Вселенная | Рейтинг: 3.0/2

В ранней Вселенной найден «предок» сверхмассивных черных дыр

Понравилась статья? Поставьте оценку, выскажите свое мнение
Еще статьи, которые вас заинтересуют


При перепечатке материалов с сайта обязательна индексируемая ссылка на http://potustorony.ru

За направленность рекламы администрация сайта ответственности не несет, за тематику рекламы отвечают рекламные сети

ПОЛИТИКА КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ


Карта сайта   16+

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100 ТОП-777: рейтинг сайтов, развивающих Человека Сайт о паранормальных явлениях Рассылка 'Интересные факты необычные новости'