:quality(70):focal(568x396:578x406)/cloudfront-eu-central-1.images.arcpublishing.com/irishtimes/FBMILKTMZJGONLAAUQRBMURF7M.jpg)
Звезды больше не могут прятаться за светом, питающим сверхмассивные черные дыры в зарождающейся Вселенной.
С помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) астрономы впервые увидели звездный свет от двух ранних галактик, в которых находятся сверхмассивные черные дыры или квазары. Результаты могут в конечном итоге помочь ученым лучше понять, как сверхмассивные черные дыры быстро растут до масс, эквивалентных миллионам или миллиардам солнц, и как они эволюционируют вместе с галактиками, в которых они находятся.
«25 лет назад нас удивило, что мы смогли наблюдать родительские галактики 3 миллиарда лет назад, используя большие наземные телескопы», — сказал член группы и исследователь Института Макса Планка по астрономии Кнуд Янке. он сказал в заявлении. «Космический телескоп Хаббла позволил нам исследовать период пика роста черных дыр 10 миллиардов лет назад. И теперь у нас есть доступ к JWST, чтобы увидеть галактики, в которых появились первые сверхмассивные черные дыры».
Связанный: Космические монстры, скрывающиеся в ядре древних звездных скоплений, были обнаружены космическим телескопом Джеймса Уэбба.
Команда наблюдала за двумя из этих так называемых активных галактик, которые видны такими, какими они были, когда Вселенной возрастом 13,8 миллиарда лет было меньше миллиарда лет. Они смогли рассчитать как массу галактик, так и массу сверхмассивных черных дыр, питающих квазары, обозначенных как J2236+0032 и J2255+0251. Свету от этих двух галактик потребовалось 12,9 и 12,8 миллиардов лет, чтобы добраться до нас. так представлялись астрономам, какими они были 870 и 880 миллионов лет спустя Большого Взрыва соответственно.
Наблюдения показали, что масса галактик в 130 миллиардов 30 миллиардов раз больше, чем у Солнца, и что монстр, питающий черные дыры, имеет массу 1,4 миллиарда солнечных масс для J2236+0032 и 200 миллионов солнечных масс для J2255+0251. что масса этих ранних галактик и их центральных черных дыр связана так же, как и в галактиках, наблюдаемых вблизи Млечного Пути, и, следовательно, более поздняя по времени.
Как сверхмассивные черные дыры растут вместе со своими галактиками?
Квазары — одни из самых экстремальных объектов во всей Вселенной. Приводимые в действие сверхмассивными черными дырами, окруженными газом и пылью, некоторые из которых аккрецируются в черную дыру, а некоторые взрываются со скоростью, приближающейся к скорости света, квазары излучают так много света, что часто могут затмить все звезды в родительской галактике вместе взятые.
Считается, что почти каждая галактика имеет в своем ядре сверхмассивную черную дыру, но не все эти звезды являются квазарами. Например, сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути, Стрелец А* (Стрелец А*), потребляет так мало материи, как человек, съедающий рисовое зернышко каждый миллион лет. Таким образом, его недостаточно для питания квазара.
Первый квазар был замечен в 1963 году, и с тех пор ученые открыли процессы, приводящие в действие их мощное излучение света. В 2000-х годах было обнаружено, что массы галактик и их сверхмассивных черных дыр взаимосвязаны, при этом масса звезд в галактике примерно в 1000 раз превышает массу ее центральной черной дыры.
Соотношение между массами сверхмассивных черных дыр и их галактик справедливо для галактик со сверхмассивными черными дырами, масса которых в миллионы раз превышает массу Солнца, и для галактик с центральными черными дырами, масса которых в миллиарды раз превышает массу нашей звезды.
Связь между массой галактик и массой их сверхмассивных черных дыр может быть связана с тем фактом, что и то, и другое растет в результате серии межгалактических слияний, которые в конечном итоге приводят к яростным столкновениям черных дыр в ядрах этих галактик друг с другом. создавая большую черную дыру. Таким образом, после многих слияний масса галактики будет примерно равна средней массе исходной галактики, умноженной на количество галактик, с которыми она слилась, а масса центральной черной дыры будет примерно равна массе исходной черной дыры, умноженной на по тому же номеру. , что приводит к приблизительно линейной зависимости.
Другое предположение состоит в том, что когда сверхмассивная черная дыра питается достаточным количеством материи, чтобы стать квазаром, излучение, которое взрывается, упорядочивает материю, доступную как для квазара, так и для образования новых звезд. Поэтому, когда у квазара заканчивается пища и он перестает расти, звездообразование в этой галактике также замедляется.
Какой бы ни была причина этой взаимосвязи, астрономы до сих пор не могли определить, существовали ли галактики и их сверхмассивные черные дыры в очень ранней Вселенной. Это связано с тем, что, хотя яркость квазаров позволяет изучать их на расстоянии в миллиарды световых лет, она также затрудняет наблюдение за тусклым звездным светом от родительских галактик квазаров.
Наземные телескопы изо всех сил пытаются отличить свет от квазаров и свет от звезд в своих галактиках из-за влияния атмосферы Земли. Находясь над атмосферой, космический телескоп Хаббл добился определенного успеха в обнаружении света от этих галактик, когда они находятся на расстоянии около 10 миллиардов световых лет. Но чтобы сделать это в более старых и далеких галактиках, астрономам пришлось ждать самого мощного космического телескопа, когда-либо выведенного на орбиту, JWST.
Квазары J2236+0032 и J2255+0251 наблюдались с помощью основного инструмента JWST, камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam), в течение двух часов на двух разных длинах волн. Команда взяла этот объединенный спектр квазара и звездного света для обеих галактик, затем разделила свет квазара, чтобы впервые увидеть свет от ранних звезд в таких галактиках.
Примечательно, что наблюдения J2236+0032 и J2255+0251 и их галактик с помощью JWST показали, что взаимосвязь между черной дырой и скоплением супергалактик существовала даже в ранней Вселенной. В настоящее время одних этих данных недостаточно, чтобы раскрыть истоки этой коллективной взаимосвязи и то, как сверхмассивные черные дыры вырастают до таких гигантских размеров, но они послужат основой для будущих исследований.
Результаты представляют собой лишь часть наблюдений JWST за далекими квазарами, поскольку мощный космический телескоп в настоящее время наблюдает за десятью из этих массивных объектов черной дыры и их галактиками. Кроме того, на это конкретное исследование ранней Вселенной было отведено еще 11 часов наблюдения.
Исследование было опубликовано 28 июня в журнале Nature.
«Главный евангелист пива. Первопроходец в области кофе на протяжении всей жизни. Сертифицированный защитник Твиттера. Интернетоголик. Практикующий путешественник».
More Stories
Модель искусственного интеллекта может точно предсказать последствия психического здоровья у онкологических больных
Солнце вызывает две мощные солнечные бури, и Земля оказывается на линии огня
ISMRM: более высокие показатели ИМТ приводят к ухудшению здоровья мозга