Вълнуващи сведения за произхода на едни от най-загадъчните черни дупки във Вселената е разкрил екип астрономи от Масачузетския технологичен институт (MIT). С помощта на космическия телескоп "Джеймс Уеб" (JWST) те са събрали данни за далечни квазари, които са изключително ярки обекти, захранвани от черни дупки.

"Джеймс Уеб" надникна повече от 13 милиарда години назад във времето, когато Вселената е била още в зародиш. Наблюденията предоставят изключително важни сведения за еволюцията на най-ранните черни дупки и галактики.

Данните на JWST показват, че черните дупки, захранващи тези квазари, са били значително по-големи от обграждащите ги галактики в сравнение със сегашните им аналози.

Как черните дупки са се оказали толкова масивни в ранната Вселена, е една от най-големите съвременни космически загадки.

120-часовите наблюдения на JWST разкриват, че някои от "най-ранните чудовищни черни дупки са израснали от масивни космически семена".

"След като Вселената се е появила, е имало черни дупки-семена, които след това са поглъщали материя и са се разраснали за много кратко време. Един от големите въпроси е да разберем как тези чудовищни черни дупки са могли да пораснат толкова големи и толкова бързо", обяснява Минхао Юе (Minghao Yue), докторант в Института за астрофизика и космически изследвания "Кавли" към Масачузетския технологичен институт.

Интересни първични семена

Тогава първичните семена може да са били отправна точка за растежа на черните дупки, които в крайна сметка са се превърнали в "чудовищни" черни дупки, поглъщайки космическа материя от околността си.

Но какви семена? Предишни изследвания предлагат различни сценарии, които може да са довели до образуването на изключително масивни черни дупки в младата Вселена.

Една от възможностите е, че свръхмасивните черни дупки започват от относително малки черни дупки, образувани при смъртта на масивни звезди, известни като свръхнови. С течение на времето те натрупват все повече и повече материя, докато станат свръхмасивни.

Друга възможност е свръхмасивните черни дупки да са резултат от пряк колапс на масивни газови облаци в ранната Вселена. Този сценарий на директен колапс би формирал много по-голяма начална черна дупка.

"Резултатите ни предполагат, че в ранната Вселена свръхмасивните черни дупки може да са натрупали своята маса преди техните галактики, а зародишите на първите черни дупки може да са били по-масивни, отколкото днес", коментира Анна-Кристина Айлерс (Anna-Christina Eilers), доцент по физика в Масачузетския технологичен институт.

Тази концепция на художника илюстрира една от най-първичните известни свръхмасивни черни дупки (централната черна точка) в ядрото на млада, богата на звезди галактика. NASA/JPL

Масата на черните дупки е по-висока от тази на техните галактики

Откриването на светлина от далечни квазари е трудно заради изключителната им яркост, която може да засенчи родната им галактика. Освен това не е лесно да се разграничи светлината между черната дупка в ядрото на квазара и тази от звездите на обграждащата я галактика.

Благодарение на по-високата чувствителност и разделителна способност на JWST обаче екипът на Масачузетския технологичен институт успява да направи тези наблюдения на квазари, които са на приблизително 13 милиарда години. Квазарите предлагат прозорец за изучаване на загадъчните черни дупки, които не отразяват светлината, което ги прави неоткриваеми за телескопите.

"Квазарът превъзхожда галактиката домакин по яркост с порядъци магнитуд (звездна величина). А предишните изображения не бяха достатъчно резки, за да се различи как изглежда галактиката домакин с всичките ѝ звезди", споменава Юе.

Данните показват, че съотношението на масите между ядрото на черната дупка и галактиката домакин е около 1:10. Според днешните прогнози съотношението на масите е 1:1000, тоест черните дупки са по-малко масивни от галактиките-приемници.

"От този факт можем да разберем кое расте първо: Дали черната дупка нараства първа, а след това галактиката я догонва? Или галактиката и нейните звезди са тези, които нарастват първи, и те доминират и регулират растежа на черната дупка?" заключава Айлерс в съобщението за пресата.

Остават няколко липсващи части от пъзела, за да се разгадае как черните дупки са се оказали толкова масивни в ранния космос.

Справка: EIGER. V. Characterizing the Host Galaxies of Luminous Quasars at z ≳ 6; Minghao Yue, Anna-Christina Eilers, Robert A. Simcoe, Ruari Mackenzie, Jorryt Matthee, Daichi Kashino, Rongmon Bordoloi, Simon J. Lilly, and Rohan P. Naidu; Published 2024 May 6 • © 2024. The Author(s). Published by the American Astronomical Society. The Astrophysical Journal, Volume 966, Number 2; Citation Minghao Yue et al 2024 ApJ 966 176; DOI 10.3847/1538-4357/ad3914

Още по темата

19/03/2024

Космос

Публикувана е най-голямата карта на активни свръхмасивни черни дупки или квазари (видео)

20/02/2024

Космос

Открит е най-яркият квазар с най-лакомата черна дупка, която яде по едно слънце на ден (видео)

08/02/2024

Космос

Koe e първото? Черните дупки или галактиките?

04/07/2023

Космос

Квазарите показват, че скоро след Големия взрив времето е текло пет пъти по-бавно, отколкото днес