Вітер із чорних дір вже не такий, яким він був на початках Всесвіту

Вітер із чорних дір вже не такий, яким він був на початках Всесвіту

Протягом першого мільярда років існування Всесвіту вітри, створювані надмасивними чорними дірами в центрах галактик, були набагато частішими і потужнішими, ніж ті, що спостерігаються в сучасних галактиках приблизно через 13 мільярдів років. Такі вітри були настільки сильні, що сповільнювалися зростання надмасивних чорних дірок, з яких вони походять.

Такі результати дослідження під керівництвом трьох дослідників з Італійського національного інституту астрофізики (INAF) у Трієсті, опубліковані сьогодні в журналі Nature.

Робота ґрунтується на спостереженнях 30 квазарів за допомогою Дуже Великого Телескопа (VLT) в обсерваторії ESO Паранал у Чилі.

Квазари – надзвичайно яскраві точкові джерела в ядрах далеких галактик, випромінювання яких виникає внаслідок інтенсивної активності центральних надмасивних чорних дірок, що всмоктують навколишню речовину. Галактики-господарі цих квазарів спостерігалися на космічному світанку, коли Всесвіту було від 500 мільйонів до 1 мільярда років.

«Вперше ми виміряли частку квазарів у молодому Всесвіті з вітром чорної діри», — каже Мануела Бішетті, дослідник INAF у Трієсті та перший автор нового дослідження. «На відміну від того, що ми спостерігаємо у ближчому до нас Всесвіті, ми виявили, що вітри чорних дір у молодому Всесвіті дуже часті, мають високі швидкості, що досягають 17 відсотків швидкості світла, і викидають велику кількість енергії в галактику-господарку.”

Близько половини квазарів, що спостерігаються в цьому дослідженні, демонструють вітри чорних дір, які набагато частіші і в 20 разів потужніші, ніж ті, які були відомі в квазарах ближчого космосу, коли Всесвіту було близько 4 мільярдів років.

“Спостереження за чорними дірками в молодому Всесвіті показують, що вони ростуть набагато швидше, ніж їхні галактики-господарі, тоді як у локальному всесвіті ми знаємо, що чорні дірки та галактики розвиваються спільно”, – додає співавтор Кьяра Феруглио, дослідник INAF у Трієсті. «Це означає, що у якийсь момент у Всесвіті мав діяти механізм, який уповільнює зростання чорної діри. Наші спостереження дозволили нам ідентифікувати цей механізм у вітрах чорної діри, що виникли, коли Всесвіт мав від 0,5 до 1 мільярда років».

Енергія, що привноситься вітром, могла б, таким чином, зупинити подальшу акрецію речовини на чорну дірку, уповільнити її зростання і запустити фазу «загальної еволюції» між чорною діркою та галактикою, що її приймає.

“Це дослідження дозволило нам визначити епоху в історії Всесвіту, протягом якої вплив вітрів чорних дір став значним”, – додає Бішетті. «Це дуже впливає на наші знання про початкові фази зростання чорних дір і галактик, що їх приймають, накладаючи серйозні обмеження на моделі, що описують формування перших галактик».

Цілком несподіване відкриття стало можливим завдяки високоякісним даним приладу Xshooter, встановленому на VLT, у контексті великої програми ESO з приблизно 250 годинами спостережень.

Прокоментуйте: