• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
28.03.2025, 14:17
Дарья Губина
495

Горячий газ у черной дыры помог открыть новый метод поиска квазаров в молодой Вселенной

❋ 5.9

За плотными облаками пыли и газа в молодой Вселенной скрываются накапливающие массу будущие сверхмассивные черные дыры. Выявить их за такой завесой непросто, но ученые нашли новый способ — по нагреву окружающего вещества. Им впервые удалось разглядеть структуру молекулярного газа в окрестностях древней черной дыры.

квазар
Квазар, скрытый диском из пыли и газа, в представлении художника / © Durham University

Как из небольших черных дыр выросли сверхмассивные гиганты, которые сегодня «сидят» в центре галактик? Теоретически, если бы они копили массу только за счет поглощения вещества, им не хватило бы времени на то, чтобы вырасти до современных размеров. По одному из сценариев, такие объекты росли через слияния насыщенных газом галактик.

После слияния в образовавшейся галактике запускался активный процесс звездообразования, а вокруг центра скапливался «кокон» из вещества, которым быстро насыщалась центральная массивная черная дыра, — появлялся квазар. Обычно «кокон» сильно нагревается, поэтому квазары — одни из самых ярких объектов в космосе. Но у первых галактик эти «коконы» были очень плотными.

По расчетам ученых, во Вселенной возрастом 2,1 миллиарда лет примерно половина квазаров скрыты своими дисками пыли и газа. И чем ближе к Большому взрыву, тем выше этот процент. Но астрономы нашли способ их выявить и, что еще важнее, разглядеть динамику горячего газа в окрестностях активного ядра.

Объектом пристальных наблюдений стал один из самых яркий древних квазаров — J2310+1855. Его красное смещение примерно равно шести, то есть мы видим его таким, каким он был, когда Вселенной было 942 миллиона лет. Наблюдения вели с радиообсерватории ALMA.

Авторы научной работы, опубликованной в журнале Nature Astronomy, обнаружили, что газ в галактике сосредоточен вблизи центра — признак произошедшего слияния двух галактик. Обычно для изучения распределения молекулярного газа в окрестностях центра астрономы смотрят на холодный газ. В этот раз ученые отследили излучение очень горячего монооксида углерода, нагретого рентгеновским излучением от аккреционного диска черной дыры.

Молодые звезды в теории тоже могут сильно нагревать газ. Суммарно в галактике J2310+1855 «рождается» до трех тысяч солнечных масс в год. По новыми расчетам, даже сильнейшее излучение новых звезд не может обеспечить достаточный нагрев. Значит, источник энергии — активное ядро галактики.

Иллюстрация квазара J2310+1855. Желтым овалом отмечен аккреционный диск радиусом 867 световых лет, серым — область звездообразования радиусом 2707 световых лет, зелеными фигурами — газ, нагретый ударными волнами от исходящих от квазаров потоков / © K.Tadaki et al. Nature Astronomy (2025)

Разглядеть и изучить скрытый квазар удалось благодаря его положению — он повернут к нам «верхушкой». Если бы мы видели его сбоку, аккреционный диск полностью скрыл бы его от оптических и рентгеновских инструментов. Теперь же ученые знают, что по линиям сильного нагретого монооксида углерода можно искать и полностью скрытые квазары в ранней Вселенной.

«Мы обнаружили, что сильное рентгеновское излучение от вещества, падающего в черную дыру, вкупе с сильными ветрами и ударными волнами, нагревает газ до состояний гораздо выше, чем мы видим в нормальных галактических условиях, где главный источник энергии — ультрафиолетовое излучение звезд. Так как радиоволны, наблюдаемые ALMA, плохо поглощаются пылью, наш метод становится мощным инструментом для открытия скрытых сверхмассивных черных дыр», — объяснил Такафуми Цукуи, соавтор новой работы, исследователь из Австралийского национального университета.

Нельзя утверждать, что такой нагретый рентгеновским излучением газ есть в центре всех квазаров, ведь пока удалось изучить лишь один такой объект, но авторы работы уверены в выводах. Известно немало галактик, скрытых плотными облаками пыли и газа, которые могут оказаться квазарами в «коконах». Также космический телескоп «Джеймс Уэбб» уже засек менее ярких кандидатов в квазары с запыленными центральными областями. С помощью ALMA можно более пристально изучить эти объекты и пополнить наши знания о разных стадиях и траекториях эволюции квазаров.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор специализируется на популяризации астрономии и астрофизики. Пишет о строении Вселенной, космологических теориях и новых открытиях, раскрывая суть явлений и идей современного научного знания.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
28 марта, 15:51
Максим Абдулаев

Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.

30 марта, 10:00
КБГУ

Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова более десяти лет изучают уникальные свойства кефирных зерен — природных симбиотических сообществ микроорганизмов, собранных в высокогорных районах Кавказа. Исследования показывают, они могут стать основой для новых методов лечения кишечных заболеваний, восстановления иммунитета и даже создания космического питания.

30 марта, 08:00
Evgenia Vavilova

Квантовые эффекты помогают ученым во множестве сфер, но работать с ними не просто — степень определенности квантового мира концептуально отличается от того, что существует в классической физике. Чтобы подтвердить, что они работают с нужными квантовыми состояниями, физикам приходится постараться.

28 марта, 15:51
Максим Абдулаев

Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.

28 марта, 13:28
Игорь Байдов

Во время нейроанатомического исследования тканей полового члена ученые выявили высокую плотность нервных окончаний в области, которую анатомы и хирурги долгое время оставляли без должного внимания. Авторы научной работы предположили, что эта зона может играть важную роль в формировании сексуальных ощущений, и допустили, что именно там у мужчин находится аналог так называемой «точки G».

24 марта, 16:26
ФизТех

Жизнь в суровых условиях вечной мерзлоты — вызов даже для бактерий. Для нее требуются уникальные адаптации к холоду и другим стрессовым факторам. В новом исследовании ученые МФТИ с коллегами описали белки Exiguobacterium sibiricum — бактерии, найденной в многолетнемерзлых породах на северо-востоке Сибири. Исследователи выяснили, как набор белков в мембране микроба зависит от температуры, при которой его культивируют.

19 марта, 10:58
Игорь Байдов

В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.

19 марта, 12:41
Игорь Байдов

Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.

18 марта, 10:35
Илья Гриднев

За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно