Первые дни существования нашей Вселенной, возраст которой составляет примерно 13,8 миллиарда лет, были очень тяжелым временем. Постоянные галактические катаклизмы и потрясения казались бы повседневной нормой, но мы, слава бону, не жили в те смутные времена.

Удивительная черная дыра

Недавно астрономы заметили далекий объект: быстро растущую черную дыру, получившую название GNz7q, которая, как считается, является сверхмассивным астрономическим объектом, родившимся незадолго после Большого взрыва.

НАСА уже назвала этот объект «важнейшим «недостающим звеном» между молодыми звездообразующими галактиками и первыми сверхмассивными черными дырами». Предполагается, что его изучение поможет астрономам разобраться, как наша Вселенная стала такой, какая она есть сегодня.

Объект Gnz7q появился во времена «космического рассвета», примерно через 750 миллионов лет после Большого взрыва. Напоминаем, что биг-бум – это начало всего: материи, пространства, времени.

Астрономы, участвующие в исследовании, являются сотрудниками Центра космического рассвета (DAWN), совместного проекта Института Нильса Бора, Копенгагенского университета и Технического университета Дании.

В статье «Пыльный компактный объект, соединяющий галактики и квазары на космической заре», опубликованной в журнале Nature, исследователи указывают, что их математическое моделирование предсказывает возможность существования подобных объектов. Однако это первый случай, когда такой объект был действительно обнаружен.

«Моделирование указывает на эволюционную последовательность квазаров с пониженным содержанием пыли, возникающих из сильно запыленных звездных вспышек, которые затем переходят в незапыленные светящиеся квазары путем выброса газа и пыли», — пишут исследователи в своей работе.

Данные, которые они использовали для обнаружения GNz7q, были получены с помощью космического телескопа Хаббл, управляемого совместно ЕКА и НАСА. Ученые фактически заглянули в прошлое, обнаружив явления раннего периода истории вселенной, поскольку свету приходится преодолевать огромные расстояния, прежде чем добраться до нас.

Поиск недостающего звена

Сейджи Фудзимото, постдокторант Института Нильса Бора при Копенгагенском университете и ведущий автор статьи, считает, что найденный ими объект представляет собой искомый недостающий этап в эволюции сверхмассивных черных дыр.

«Обнаруженный объект соединяет две редкие популяции небесных объектов, а именно пылевые звездные вспышки и светящиеся квазары, и тем самым открывает новый путь к пониманию быстрого роста сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной», — поясняет астроном.

Согласно принятым теориям, сверхмассивные черные дыры должны формироваться в пылевых ядрах быстро растущих галактик, а затем появляться в виде светящихся квазаров. Звездные галактики и светящиеся квазары были уже обнаружены. Но до сих пор не было никаких доказательств их взаимосвязи.

GNz7q находится где-то посередине между галактикой и квазаром. Ученые считают, что объект родился в галактике, в которой звезды образуются с чрезвычайно высокой скоростью — около 1600 солнечных масс в год, что намного быстрее, чем в Млечном Пути. Быстрый процесс звездообразования также приводит к нагреванию космической пыли, которая светится в инфракрасном диапазоне.

Как правило, аккреционный диск массивной черной дыры должен быть очень ярким как в ультрафиолетовом, так и в рентгеновском свете. В этот раз, хотя команда обнаружила ультрафиолетовый свет с помощью Хаббла, рентгеновский свет был невидим даже с помощью одного из самых глубоких наборов рентгеновских данных.

Результаты измерений позволяют предположить, что ядро аккреционного диска, откуда исходит рентгеновское излучение, все еще затемнено, в то время как внешняя его часть, откуда исходит ультрафиолетовый свет, становится незаметной. Согласно изложенной в статье интерпретации, GNz7q представляет собой быстро растущую черную дыруа, скрытую пылевым ядром звездообразующей галактики-хозяина.

Квазары — астрономические объекты чрезвычайно высокой светимости, самые яркие из них затмевают все звезды в галактиках, в центрах которых они находятся. Когда газ направляется к черной дыре, трение нагревает его, что приводит к огромной яркости.

«Хотя светящиеся квазары уже были обнаружены даже в самые ранние эпохи существования Вселенной, переходная фаза быстрого роста как черной дыры, так и ее звездообразующего носителя не была обнаружена», — пояснил доцент Габриэль Браммер из Института Нильса Бора.

«Более того, наблюдаемые свойства находятся в отличном согласии с теоретическим моделированием и позволяют предположить, что GNz7q является первым примером переходной фазы быстрого роста черных дыр в пылевом звездном ядре, предка более поздних сверхмассивных черных дыр».

Будущие открытия

Исследовательская группа сделала свою находку в регионе Great Observatories Origins Deep Survey-North (GOODS-North), которое уже было достаточно тщательно изучено.

Открытие стало возможным благодаря гораздо более подробному набору данных с разной длиной волны. Дальнейшие исследования с высоким разрешением, вероятно, помогут обнаружить больше объектов, подобных GNz7q.

Особые надежды возлагаются на недавно запущенный космический телескоп NASA/ESA/CSA Джеймс Вебб — самый мощный инструмент человечества, позволяющий заглянуть далеко в космос. После начала регулярной работы космическая обсерватория сможет определить, насколько распространены эти объекты, надеется Сейджи Фудзимото.

Источник: alter-science.info