• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
18 января
Дарья Губина
21 245

Древнейшая черная дыра уничтожает свою галактику

3.1

Астрономы впервые получили и изучили спектр чрезвычайно яркой галактики в молодой Вселенной — объекта GN-z11, который долгое время оставался самой древней галактикой. Теперь ученые подтвердили, что в ее центре находится сверхмассивная черная дыра — пока что древнейшая из обнаруженных во время наблюдений.

Галактика GN-z11
Галактика GN-z11. Снимок из обзора GOODS / © NASA, ESA, P. Oesch (Yale University), G. Brammer (STScI), P. van Dokkum (Yale University), and G. Illingworth (University of California, Santa Cruz)

Международная группа исследователей под руководством ученых из Кембриджского университета (Великобритания) с помощью данных, собранных космическим телескопом «Джеймс Уэбб», подтвердила наличие черной дыры в центре далекой галактики GN-z11. Мы видим ее такой, какой она была всего через 400 миллионов лет после Большого взрыва. Ее красное смещение z = 10,6.

Сами черные дыры не излучают, поэтому выводы об их наличии или отсутствии ученые могут делать лишь по косвенным признакам, например по излучению материи, падающей в дыру. В 2023 году другая группа ученых опубликовала первый анализ спектра GN-z11 по данным инструмента NIRCam. Тогда исследователи пришли к выводу, что яркость и особенности излучения свидетельствуют об активном звездообразовании. Тем не менее они не смогли исключить вероятность существования в этой галактике активного ядра.

В новой работе ученые проанализировали более точный спектр GN-z11. В нем они нашли спектральные особенности, которые лучше всего объясняются как раз через наличие активного ядра, то есть сверхмассивной черной дыры, активно поглощающей материю. Если точнее, это сейфертовская галактика первого типа с узкими линиями (NLSy1).

Авторы исследования рассмотрели вероятность, что характерное излучение создается лишь звездами, в частности Вольфа — Райе. Но пришли к выводу, что даже если такие звезды есть в GN-z11, они должны «соседствовать» с активным ядром. Статья опубликована в журнале Nature.

По оценке ученых, масса этой сверхмассивной черной дыры — примерно 1,6 миллиона солнечных масс. Для сравнения: масса дыры в центре Млечного Пути — около 4,31 миллиона солнечных. Черной дыре, образовавшейся из умершей звезды, понадобился бы миллиард лет, чтобы вырасти до таких размеров. Поэтому либо первоначальный объект изначально был крупными (например, образовался напрямую при коллапсе облака), либо он поглощал материю гораздо быстрее, чем считают возможным ученые.

«Эта черная дыра слишком массивна для такой молодой Вселенной, поэтому мы обязаны рассмотреть другие сценарии ее формирования. Самые ранние галактики были чрезвычайно богаты газом, так что они были идеальным „застольем“ для черных дыр», — объяснил главный автор исследования профессор Роберто Майолино (Roberto Maiolino). Но это несет печальные последствия для самой галактики.

График массы черной дыры как функции красного смещения и возраста Вселенной. Объект в центре GN-z11 обозначен желтым кругом. На иллюстрации показано, как должна была развиваться масса этой дыры при разных сценариях: разных «зернах» и разных скоростях поглощения материи. Мелкими серыми кругами обозначены другие черные дыры, обрнаруженные в более взрослой Вселенной / © Roberto Maiolino et al, Nature (2024)

Галактика GN-z11 очень компактна, примерно в 100 раз меньше Млечного Пути. Настолько активное ядро, вероятно, тормозит ее развитие, поглощая и отбрасывая ветром слишком много материи. В таких условиях звездообразование может остановиться, и тогда галактика «умрет», а вместе с ней «заглохнет» черная дыра, ведь у нее пропадет источник питания.

Существует множество гипотез о том, как в молодой Вселенной, в течение одного миллиарда лет, могли сформироваться столь массивные черные дыры. Во-первых, ученые рассматривают разные сценарии появления «зерен», из которых потом выросли эти объекты. Например, космологи, придерживающиеся циклической модели, предполагают, что сравнительно крупные черные дыры попали в текущую Вселенную из ее прошлого цикла (реликтовые черные дыры). Во-вторых, изучаются разные модели аккреции материи.

Чтобы сопоставить эти сценарии с реальностью, нужно накопить базу данных по древнейшим сверхмассивным черным дырам. Теперь, благодаря новым инструментам, это стало возможно.

«Наступила новая эра: гигантский скачок в чувствительности, особенно в инфракрасной части спектра. Это можно сравнить с одномоментным переходом от телескопа Галилео к современному телескопу», — отметил Майолино.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 12:19
РНФ

Ученые показали, что экстремальный подъем уровня Каспийского моря на десятки метров, произошедший 18-13 тысяч лет назад и получивший название «Великая Хвалынская трансгрессия», мог быть вызван, вопреки существующим гипотезам, не таянием ледника, а естественными изменениями палеоклимата. Оказалось, что из-за холодного климата того периода обширные территории, с которых собирали воду впадающие в Каспий реки, были покрыты многолетней мерзлотой. В результате массы дождевых и талых вод почти не впитывались в мерзлые грунты и стекали в море, испарение с поверхности которого было небольшим. Все эти факторы привели к повышению уровня Каспия и увеличению площади моря более чем вдвое по сравнению с современным. Полученные данные помогут уточнить представления о масштабе колебаний уровня Каспийского моря при изменении климата.

Позавчера, 17:08
Ольга Иванова

Канадские исследователи изучили поведение приматов в естественной среде обитания и пришли к выводу, что те из них, кто имеет врожденные аномалии или покалечен в процессе жизни, вполне неплохо адаптируются к своим недостаткам. Они не только выживают, но и размножаются. Более того, им активно помогают сородичи.

Вчера, 14:56
Илья

Команда ученых, работавшая вместе со съемочной группой National Geographic в отдаленных районах Амазонки, обнаружила ранее не задокументированный вид гигантской анаконды.

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

16 февраля
Мария Азарова

Целью нового исследования было понять, какие бактерии полости рта отвечают за продукцию метантиола, или метилмеркаптана — бесцветного токсичного газа с сильным и неприятным запахом, напоминающим зловоние гнилой капусты.

19 февраля
Полина

Подростки чаще пробуют писать музыку, если у них есть возможность получать соответствующее дополнительное образование, а также когда они чувствуют поддержку и преемственность. При этом есть пять типовых траекторий, которые приводят к собственному творчеству.

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

1 февраля
Андрей

Канадские исследователи изучили состав пород, вышедших на поверхность при появлении первых континентов. По итогам анализа выяснилось, что новая земная кора возникла не в результате движения тектонических плит, а из-за процессов в океанических плато молодой Земли.

15 февраля
Дарья Губина

Титан — самый органически богатый спутник с глобальным океаном в Солнечной системе. И все же, сопоставив строение его поверхности с интенсивностью падения метеоритов, ученые пришли к выводу, что в океане спутника Сатурна вряд ли хватает элементов для жизни.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
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
Лучшие материалы
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
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: