Астрономы из Университета Техаса и Университета Аризоны обнаружили быстрорастущую черную дыру в одной из самых экстремальных галактик, известных в очень ранней Вселенной. Открытие галактики и черной дыры в ее центре дает новые сведения о формировании самых первых сверхмассивных черных дыр. Новая работа опубликована в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.
Используя наблюдения, сделанные с помощью Атакамской большой миллиметровой решетки (ALMA), радиообсерватории, расположенной в Чили, команда определила, что галактика под названием COS-87259, содержащая эту новую сверхмассивную черную дыру, является очень экстремальной, образуя звезды со скоростью в 1000 раз больше . наш собственный Млечный Путь и содержащий межзвездную пыль массой более миллиарда солнечных масс . Галактика ярко сияет как из-за этого интенсивного всплеска звездообразования, так и из-за растущей сверхмассивной черной дыры в ее центре.
Черная дыра считается новым типом первичной черной дыры — она сильно окутана космической «пылью», в результате чего почти весь ее свет излучается в среднем инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра. Исследователи также обнаружили, что эта растущая сверхмассивная черная дыра (часто называемая активным галактическим ядром ) создает сильную струю вещества, движущуюся со скоростью, близкой к скорости света, через родительскую галактику.
Сегодня черные дыры с массами, в миллионы или миллиарды раз превышающими массу нашего собственного Солнца, находятся в центре почти каждой галактики. Как впервые образовались эти сверхмассивные черные дыры, остается загадкой для ученых, особенно потому, что некоторые из этих объектов были обнаружены, когда Вселенная была еще очень молода. Поскольку свет от этих источников доходит до нас так долго, мы видим их такими, какими они существовали в прошлом; в данном случае всего через 750 миллионов лет после Большого взрыва, что составляет примерно 5% нынешнего возраста Вселенной.
Что особенно удивительно в этом новом объекте, так это то, что он был идентифицирован на относительно небольшом участке неба, который обычно используется для обнаружения подобных объектов — менее чем в 10 раз больше размера полной Луны — что позволяет предположить, что в одном и том же месте могут быть тысячи подобных источников. ранняя вселенная. Это было совершенно неожиданно из предыдущих данных.
Единственный другой класс сверхмассивных черных дыр, о которых мы знали в очень ранней Вселенной, — это квазары, которые являются активными черными дырами, относительно незатененными космической пылью. Эти квазары чрезвычайно редки на расстояниях, подобных COS-87259, и всего несколько десятков расположены на всем небе. Удивительное открытие COS-87259 и его черной дыры поднимает несколько вопросов об изобилии очень ранних сверхмассивных черных дыр, а также о типах галактик, в которых они обычно образуются.
Райан Эндсли, ведущий автор статьи, а ныне научный сотрудник Техасского университета в Остине, говорит: «Эти результаты показывают, что очень ранние сверхмассивные черные дыры часто были сильно закрыты пылью, возможно, в результате интенсивного звездообразования. активность в их родительских галактиках. Это то, что другие предсказывают уже несколько лет, и очень приятно видеть первые прямые наблюдения, подтверждающие этот сценарий».
Подобные типы объектов были обнаружены в более локальной, современной Вселенной, например, в Arp 299. В этой системе две галактики сталкиваются друг с другом, вызывая интенсивную вспышку звездообразования, а также сильное затемнение растущей сверхмассивной черной дыры в одной из две галактики.
Эндсли добавляет: «Хотя никто не ожидал найти такой объект в очень ранней Вселенной, его открытие делает шаг к лучшему пониманию того, как миллиарды черных дыр с массой Солнца смогли сформироваться на столь раннем этапе жизни Вселенной, а также то, как самые массивные галактики впервые эволюционировали».
