Аномальна чорна діра з раннього Всесвіту спантеличила вчених: порушує теорію еволюції галактик

Автори дослідження, опублікованого в журналі Nature, використовували прилад GRAVITY+, розміщений на телескопі VLT Європейської південної обсерваторії, щоб з'ясувати, яку масу має центральна чорна діра в галактиці з раннього Всесвіту. Виявилося, що маса чорної діри менша за масу її рідної галактики, хоча вони мали б зростати однаково. В астрономів є версія, чому так вийшло, пише Phys.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Спостереження за центральними чорними дірами їхніми рідними галактиками в більш локальному Всесвіті дали змогу астрономам дійти висновку, що ці об'єкти зростають і еволюціонують спільно. Тобто в них є тісний взаємозв'язок, який відбивається на їхніх масах. Простіше кажучи, зростає галактика, і разом із нею повинна також зростати чорна діра.

Але вивчення такого взаємозв'язку в галактиках із раннього Всесвіту — дуже складне завдання. Хоча стародавні галактики, звані квазарами, де розташовані активні центральні чорні діри, дуже яскраві, вони розташовані дуже далеко. Тому їх складно вивчати за допомогою більшості телескопів. Завдяки новому приладу GRAVITY+ учені змогли зазирнути в ранній Всесвіт на 11 млрд років назад. У цей період еволюції Всесвіту чорні діри та їхні рідні галактики росли й набирали масу дуже швидко.

Учені провели спостереження за галактикою J092034.17+065718.0 і її центральною чорною дірою та виміряли масу цього об'єкта. Виявилося, що маса чорної діри в 320 млн разів більша за масу Сонця. Але маса її рідної галактики — 60 млрд мас Сонця. Тобто чорна діра виявилася набагато меншою за свою галактику. Автори дослідження вважають, що галактика зростала швидше, ніж надмасивна чорна діра, що вказує на затримку між зростанням галактик і чорних дір у деяких випадках.

Учені вважають, що причина цього криється в сильному зворотному зв'язку галактики з вибухами наднових, коли речовина загиблих зірок викидається з центру галактики, перш ніж вона зможе потрапити до чорної діри. Астрономи вважають, що чорна діра зможе почати свій швидкий ріст і досягти майже такої самої маси, яку має галактика, тільки тоді, коли остання стане дуже масивною, щоб відбувалося утримування речовини від вибуху наднових у її центрі.

Щоб визначити, чи є цей сценарій домінантним способом спільної еволюції для інших галактик і їхніх центральних чорних дір, учені продовжать вимірювання маси чорних дір у ранньому Всесвіті.

До речі, за словами вчених, завдяки приладу GRAVITY+ можна отримати зображення чорних дір у ранньому Всесвіті, які в 40 разів чіткіші, ніж робить космічний телескоп Вебба. Це відбувається завдяки тому, що прилад збирає дані одночасно з усіх чотирьох телескопів у складі VLT, і виходить віртуальний телескоп діаметром 130 метрів.

Як уже писав Фокус, астрономи отримали новий знімок телескопа "Габбл", на якому показано процес злиття галактик, завдяки якому з'явився величезний потік із зірок і газу завдовжки 250 000 світлових років. Це зображення показує можливий розвиток подій, коли наша галактика та галактика Андромеди зіткнуться разом через кілька мільярдів років.

Також Фокус писав про те, що космічний телескоп Вебба зробив зображення давно відомих спіральних галактик. Завдяки цьому вчені отримали знімки з величезною деталізацією, що дало змогу отримати глибше уявлення про те, як з'являються зірки, а також про структуру й еволюцію галактик. І ці зображення просто красиві.