Космічний танок: «Джеймс Вебб» виявив дивні чорну діру та галактики

Вчені за допомогою телескопа «Джеймс Вебб» спостерігали драматичний космічний «танець» між надмасивною чорною дірою та двома галактиками-супутницями. І ці спостереження допоможуть астрономам краще зрозуміти, як галактики та чорні дірки формувалися у ранньому Всесвіті, повідомляє Live Science.

Виявлена надмасивна чорна діра живиться оточуючим матеріалом та живить яскравий квазар. Він знаходиться так далеко від нас, що «Джеймс Вебб» зміг роздивитися його таким, яким він був лише через мільярд років після Великого вибуху. Квазар, позначений PJ308-21, локалізовано в активному галактичному ядрі скупчення, яке знаходиться в процесі злиття з двома галактиками-супутницями.

У ході дослідження вчені не тільки визначили, що маса чорної діри становить два мільярди мас Сонця, а й виявили, що і квазар, і галактики, що беруть участь у злитті, високорозвинені. І це дивно, враховуючи, що вони з'явилися, коли Всесвіт ще був немовлям.

Злиття галактик, ймовірно, постачає в надмасивну чорну діру велику кількість газу та пилу. Це й надалі сприятиме її зростанню, і живитиме PJ308-21.

«Наше дослідження показує, що як чорні дірки в центрі [ранніх і далеких] квазарів з високим червоним зміщенням, так і галактики, в яких вони знаходяться, зазнають надзвичайно ефективного і бурхливого зростання вже в перший мільярд років космічної історії, чому сприяє багате галактичне середовище, у якому формуються ці джерела», - заявив провідний автор дослідження Роберто Декарлі з Національного інституту астрофізики Італії (INAF).

Квазари з'являються, коли надмасивні чорні діри з масами в мільйони і мільярди мас Сонця виявляються оточеними великою кількістю газу та пилу. Ця матерія утворює сплющену хмару, звану акреційним диском, яка крутиться навколо чорної діри і поступово підживлює її.

Величезні гравітаційні сили чорної діри породжують потужні приливні сили у цьому акреційному диску, які нагрівають цей газ та пил до температури 67 тисяч градусів Цельсія. Це змушує акреційний диск випромінювати світло у всьому електромагнітному спектрі. Це випромінювання часто може бути яскравішим, ніж сукупне світло кожної зірки в оточуючій галактиці, що робить квазари, подібні до PJ308-21, одними з найяскравіших об'єктів у космосі.

Хоча чорні діри не мають характеристик, за якими можна було б визначити, наскільки вони розвинені, їх акреційні диски (і, отже, квазари) мають. Фактично, галактики можуть «старіти» так само.

Ранній Всесвіт був наповнений воднем з невеликою кількістю гелію. Вони стали основою перших зірок і галактик, але в процесі свого існування в тілах цих об'єктів з'явилися елементи важчі за водень і гелій. Їх астрономи називають металами.

Коли зірки завершили своє життя у потужних вибухах, ці елементи розсіялися по космосу та стали будівельним матеріалом для нових світил.

Вчені виявили, що ядро PJ308-21 багате на метали, а газ і пил навколо нього «фотоіонізуються».

Раніше вчені заявили про те, що форма Всесвіту може нагадувати бублик. А якщо точніше – це може бути тривимірний тор.