В ранней Вселенной обнаружена необычно «легкая» сверхмассивная черная дыра
Международная команда астрономов смогла определить «вес» древней черной дыры, которая сформировалась всего через два миллиарда лет после Большого взрыва. Оказалось, что она гораздо «легче» галактики-хозяина, масса которой составляет около 60 миллиардов масс Солнца. Это говорит о том, что галактика росла значительно быстрее, чем сверхмассивная черная дыра. Впрочем, является ли подобный сценарий доминирующим способом эволюции для других объектов, ученым еще предстоит выяснить. Для этого они намерены провести высокоточные измерения массы черных дыр в ранней Вселенной.
Как напомнили авторы исследования, в «локальной» Вселенной существуют тесные взаимосвязи между свойствами галактик и массами сверхмассивных черных дыр, расположенных в их центрах. Это позволяет предположить, что галактики и черные дыры эволюционируют совместно, причем основным механизмом регулирования выступает энергия, поступающая от аккреции к черной дыре во время ее квазарной фазы.
В этом смысле ученым важно выяснить, как взаимосвязь между галактиками и сверхмассивными черными дырами меняется со временем. Однако для далеких галактик традиционные методы измерения массы черных дыр либо невозможны, либо чрезвычайно сложны. Несмотря на то, что квазары светятся очень ярко, они находятся на таком большом расстоянии, что их невозможно рассмотреть с помощью большинства существующих телескопов.
Поэтому команда астрономов во главе с Институтом внеземной физики Макса Планка приступила к реализации проекта GRAVITY +, который предполагает создание гравитационного прибора для наблюдения за звездами. В рамках инициативы были интерферометрически объединены четыре отдельных 8,2-метровых оптических телескопа системы Very Large Telescope (VLT) в Европейской южной обсерватории, и, по сути, создан один гигантский виртуальный телескоп диаметром 130 метров.
Именно с его помощью ученые и определили массу черной дыры в центре галактики SDSS J092034.17+065718.0. «В 2018 году мы провели первые прорывные измерения массы черной дыры квазара с помощью GRAVITY. Однако этот квазар был расположен очень близко. Теперь мы полностью продвинулись к красному смещению в 2,3, что соответствует ретроспективному времени в 11 миллиардов лет», — подчеркнул научный сотрудник Института внеземной физики Макса Планка Таро Симидзу.
Выяснилось, что масса сверхмассивной черной дыры составляет 320 миллионов солнечных масс, что гораздо меньше, чем у галактики-хозяина, «вес» которой достигает 60 миллиардов масс Солнца. «Вероятным сценарием эволюции этой галактики, по-видимому, является сильная обратная связь со сверхновыми, когда эти звездные взрывы выбрасывают газ из центральных областей, прежде чем он сможет достичь черной дыры в центре галактики. Черная дыра может начать быстро расти — и догнать рост галактики в целом — только после того, как галактика станет достаточно массивной, чтобы сохранить газовый резервуар в своих центральных областях даже вопреки обратной связи от сверхновой», — объяснил ученый из той же исследовательской группы Цзиньи Шангуань.
Чтобы определить, является ли этот сценарий доминирующим способом эволюции для других галактик и их центральных черных дыр, команда намерена провести дальнейшие высокоточные измерения массы черных дыр в ранней Вселенной. По словам директора Института внеземной физики Макса Планка Фрэнка Эйзенхауэра, благодаря прибору GRAVITY + ученые теперь смогут получать изображения древних черных дыр с более высокой четкостью, чем способен обеспечить телескоп «Джеймс Уэбб» — почти в 40 раз.
Самое популярное
