Подпишитесь на оповещения
от Газеты.Ru
Дополнительно подписаться
на сообщения раздела СПОРТ
Отклонить
Подписаться
Получать сообщения
раздела Спорт

Черная дыра из начала времен

Астрономы нашли древнейшую сверхмассивную черную дыру

NASA

Астрономы открыли самую древнюю сверхмассивную черную дыру. Почему это важно и что после ее изучения можно будет узнать о раннем этапе формирования Вселенной, рассказывает «Газета.Ru».

Астрономы открыли самую древнюю сверхмассивную черную дыру — она появилась всего через 690 млн лет после Большого взрыва, а ее масса составляет 800 млн масс Солнца. Об открытии сообщается в журнале Nature.

Реклама

Считается, что образование сверхмассивных черных дыр с массой в миллионы и миллиарды раз превышающей массу Солнца — это начальный этап формирования галактик. Дыра поглощает окружающее вещество, формируя аккреционный диск. Так возникают квазары — активные ядра галактик. Это одни из самых ярких астрономических объектов в видимой Вселенной.

Обнаруженный командой астрономов из США квазар и его черная дыра получили название ULAS J1342+0928. Объекты находятся в 13,1 млрд световых лет от Солнечной системы. Масса черной дыры, по расчетам исследователей, составляет 800 млн масс Солнца и ярче Солнца в 400 трлн раз.

Черная дыра появилась 690 млн спустя после Большого взрыва, когда Вселенная была сформирована лишь на 5% от своего сегодняшнего состояния.

Открытие было сделано при помощи Магелланова телескопа в обсерватории Лас-Кампанас в Чили, большого бинокулярного телескопа в Аризоне и телескопа обсерватории Gemini на Гавайях. Именно благодаря данным, полученным с помощью телескопа Gemini North, удалось установить массу дыры.

Расстояние до квазара было определено по красному смещению — увеличению длины волны излучения, объясняемому удалением источника от наблюдателя: чем дальше расположен объект, тем выше будет смещение. Так, в случае с ULAS J1342+0928 красное смещение составило z=7,54.

«Обнаруженный квазар предоставляет нам уникальный снимок Вселенной, когда ее возраст составлял лишь 5% от нынешнего, — поясняет ведущий автор исследования Эдуардо Банадос. — Если бы Вселенная была 50-летним человеком, мы бы словно смотрели на ее фото в два с половиной года».

До этого самым древним квазаром считался ULAS J1120+0641, образовавшийся спустя 750 млн лет после Большого взрыва и расположенный в 13,04 млрд световых лет от Земли.

Квазары важны для изучения ранних этапов формирования Вселенной в том числе потому, что анализ излучаемого ими света может предоставить информацию о водороде, через который тот проходит на пути к Земле.

Согласно теории Большого взрыва, Вселенная в момент образования была в чрезвычайно плотном и горячем состоянии, а затем постепенно расширялась и охлаждалась. Спустя около 379 тыс. лет после Большого взрыва электроны, протоны и альфа-частицы получили возможность соединяться, образуя атомы. Так материя перешла в газообразное состояние, благодаря чему свет смог распространяться в пространстве. Примерно в это же время под воздействием гравитации начали формироваться первые звезды и галактики.

Период, когда наполнявшие Вселенную горячие ионы стали остывать, образуя водород, называется реионизацией. Однако точно определить, когда именно началась реионизация и каковы были ее точные механизмы, довольно сложно. Ряд исследований показывает, что реионизация могла быть вызвана появлением черных дыр.

Анализ света, исходящего от J1342+0928, показывает, что спустя 690 млн после Большого взрыва значительная часть пространства вокруг объекта представляла собой нейтральный водород. Это говорит о том, что квазар образовался в эпоху реионизации и дальнейшие исследования позволят выяснить, что происходило в этот важный период.

«Реионизация была последней важной трансформацией Вселенной и является одной из важнейших тем изучения в астрофизике… То, как и когда произошла реионизация Вселенной, имеет фундаментальное влияние на ее эволюцию», — отмечает Банадос.

Пока что астрономы затрудняются объяснить, как черная дыра так быстро смогла достичь настолько гигантских размеров. Они рассчитывают, что ее изучение позволит узнать больше о том, как растут черные дыры и как они влияют на космос.

«Набор такой массы менее чем за 690 млн лет ставит под сомнение теории о росте сверхмассивных черных дыр», — поясняет Банадос.

«Они либо растут быстрее, чем мы думали, либо образуются уже довольно крупными», — добавляет астроном Сяохуэй Фан, соавтор исследования.

Изучение сверхмассивной черной дыры, появившейся на раннем этапе формирования Вселенной, позволит узнать, какие условия дают возможность формироваться дырам с массой в сотни тысяч раз больше солнечной.

Учитывая размеры и яркость квазара, исследователи предполагают, что это не первый сформировавшийся во Вселенной квазар и необходимо продолжать поиски. Чем больше образовавшихся в молодой Вселенной квазаров на аналогичном или большем удалении от Земли будет обнаружено, тем больше можно будет узнать о периоде реионизации. По предположениям исследователей, количество удовлетворяющих этим условиям квазаров составляет 20-100 объектов.