Астрономи виявили пиловий червоний об’єкт за 13 мільярдів світлових років від Землі, який може бути найбільш раннім відомим предком надмасивної чорної діри.
За словами авторів нового дослідження, опублікованого 13 квітня в журналі Nature, стародавній об’єкт демонструє характеристики, притаманним квазарам. Народжений лише через 750 мільйонів років після Великого вибуху, в епоху, яка називається «космічним світанком», цей об’єкт, мабуть, є першим прямим свідченням того, що рання галактика вплітала зоряний пил в основу надмасивної чорної діри.
Подібні об’єкти, відомі як перехідні червоні квазари, теоретично існували в ранньому Всесвіті, але їх ніколи не спостерігали досі.
«Виявлений об’єкт поєднує дві рідкісні групи небесних об’єктів, а саме – пилові зіркоутворення і квазари, що світяться», — заявив провідний автор дослідження Сейдзі Фудзімото, науковий співробітник Інституту Нільса Бора в Копенгагенському університеті. «[Це] тим самим забезпечує новий шлях до розуміння швидкого зростання надмасивних чорних дірок у ранньому Всесвіті».
Мерехти, мерехти, маленький квазар
Квазари (квазізіркові об’єкти) — надзвичайно яскраві об’єкти, що живляться надмасивними чорними дірками в центрах галактик. Володіючи масою в мільйони і десятки мільярдів мас нашого Сонця, ці жахливі чорні дірки засмоктують все навколо себе з неймовірною швидкістю. Газ, що проникає в ці чорні дірки, нагрівається через тертя, створюючи яскраве світіння, яке можна порівняти з зоряним світлом.
Попередні дослідження показали, що квазари існували протягом перших 700 мільйонів років існування Всесвіту, пишуть автори дослідження; проте незрозуміло, як саме ці надмасивні об’єкти утворилися так швидко після Великого вибуху. Моделювання передбачає, що в запилених зоряних галактиках відбувається якась швидкозростаюча перехідна фаза.
«Теоретики передбачили, що ці чорні діри проходять ранню фазу швидкого зростання: компактний об’єкт, що почервонів від пилу, з’являється із сильно прихованим пилом галактики зі спалахом зіркоутворення», — сказав співавтор дослідження Габріель Браммер, доцент Інституту Нільса Бора. у заяві.
У своїй новій статті дослідники стверджують, що виявили один із таких рідкісних перехідних об’єктів – офіційно названий GNz7q – під час вивчення стародавньої галактики із зіркоутворенням, за допомогою космічного телескопа Хаббла.
Команда впіймала ранню галактику в розпал зоряного бебі-буму, коли вона, мабуть, виробляла нові зірки в 1600 разів швидше, ніж Чумацький Шлях сьогодні. Всі ці новонароджені зірки виробляли величезну кількість тепла, яке нагрівало навколишній газ і змушувало його яскраво світитися в інфрачервоному діапазоні. За словами дослідників, галактика стала настільки гарячою, що її пил сяє яскравіше, ніж будь-який інший відомий об’єкт періоду космічного світанку.
Серед цього яскравого пилу дослідники виявили єдину червону крапку, що світиться, — великий компактний об’єкт, пофарбований величезним пиловим туманом навколо нього. За словами дослідників, світність і колір цієї червоної точки ідеально відповідають прогнозованим характеристикам перехідного червоного квазара.
«Властивості, що спостерігаються, чудово узгоджуються з теоретичними симуляціями і припускають, що GNz7q є першим прикладом перехідної фази швидкого зростання чорних дірок у пиловому ядрі зірки, предком пізнішої надмасивної чорної діри», — сказав Браммер.
Команда, мабуть, не випадково натрапила на цей об’єкт, яких є, мабуть, багато, і вони ще чекають, щоб їх відкрили телескопи, які можуть зазирнути ще далі, в ранні епохи Всесвіту. Дослідники написали, що космічний телескоп НАСА імені Джеймса Вебба, запущений 25 грудня 2021 року, зможе полювати на ці невловимі об’єкти з набагато більшою чіткістю, ніж Хаббл, і, сподіваюся, проллє трохи більше світла на запилений космічний світанок.