Открывшийся перед исследователями вид дал, кажется, ответ на давний вопрос — как сверхмассивные черные дыры смогли появиться практически сразу после рождения Вселенной. Возможно, что группы галактик, известные как «сверхплотности галактик», становились неисчерпаемым и стабильным источником пищи для черных дыр, из-за чего те очень быстро набирали массу.
Ученые разглядели самую первую черную дыру
Ученые заглянули назад во времени — в раннюю Вселенную и стали свидетелями удивительного зрелища: шесть галактик, запутавшиеся в гигантской космической паутине, вращаются вокруг молодой сверхмассивной черной дыры.
ESO / L. CALÇADA
Ученые, кажется, поняли, как в ранней Вселенной образовывались сверхмассивные черные дыры — у них был практически неограниченный запас «пищи».
Такое предположение было сделано после обнаружения шести галактик, расположенных на расстоянии более 12 миллиардов световых лет от нас, которые попали в «гигантскую паутину» возле сверхмассивной черной дыры. Данное исследование, в ходе которого ученые выявили «первую спектроскопическую идентификацию сверхплотности галактик вокруг сверхмассивной черной дыры в первый миллиард лет существования Вселенной», было опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.
«Важность нашей работы состоит в том, что мы первые открыли эти галактики, застрявшие в паутине — их очень трудно наблюдать и идентифицировать», — говорит астроном Марко Миньоли из Национального института астрофизики в Болонье (Италия), который руководил исследованием.
Сверхмассивные черные дыры — это невообразимо плотные объекты, масса которых в миллиарды раз превышает солнечную. В современной Вселенной они обычно находятся в центре больших галактик. Есть такая черная дыра и в Млечном пути, а ее масса в четыре миллиона раз превышает массу нашего Солнца.
Черные дыры растут, питаясь любой материей, которая попадает в зону их притяжения, будь то звезды, газ или пыль. Но чтобы черная дыра превратилась в сверхмассивную, нужно очень много времени. Откуда же тогда сверхмассивные черные дыры взялись в ранней Вселенной и когда они успели «наесть» массу?
Сверхмассивные черные дыры уже сформировались к тому времени, когда Вселенная отметила свой миллиардный день рождения, и это — серьезная проблема для внегалактической астрономии.
Описанный в исследовании район космоса находится так далеко, что свет из него летел до Земли на протяжении практически всей истории Вселенной (почти 14 млрд лет). В результате мы видим структуру такой, какой она была примерно через 900 миллионов лет после Большого взрыва.
Несмотря на свой юный возраст, сверхмассивная черная дыра в системе уже поглотила миллиард солнечных масс. Плотность звезд в галактиках вокруг черной дыры примерно в 300 раз выше, чем в Млечном пути. Такая плотность звезд объясняется большим количеством темной материи в этом районе.
Звезды засасывает в черную дыру одну за другой, что обеспечивает ее невероятным количеством пищи, льющейся нескончаемым потоком. Именно поэтому для формирования данной сверхмассивной четной дыры понадобилось менее одного миллиарда лет.