Здається, знаменитий космічний телескоп знайшов у ранньому Всесвіті чорну діру, що швидко зростає.
Наш Всесвіт настільки великий і різноманітний, що іноді навіть найдивовижнішим об’єктам вдається довго ховатися в астрономів на очах. Одним з них виявилася GNz7q – галактика, що є втраченою ланкою в еволюції надмасивних чорних дірок.
GNz7q виявили в архівах спостережень космічного телескопа «Габбл» як компактне джерело ультрафіолетового та інфрачервоного випромінювання. Аналіз цих даних дозволив вченим визначити, що в центрі об’єкта знаходиться молода чорна діра, що стрімко зростає; сформувалася вона не більше ніж за 750 мільйонів років після Великого вибуху. Сама галактика також зацікавила дослідників високою концентрацією пилу та газу, що свідчить про спалах зіркоутворення. Така комбінація передбачалася в теорії, проте ще жодного разу не спостерігалася в такому далекому минулому Всесвіту.
Дані свідчать, що GNz7q – зразок розташованої в центрі галактики зі спалахом зіркоутворення чорної діри, що швидко росте. Це – перший об’єкт такого типу, що існував не так далеко в часі від найстаршої відомої надмасивної чорної діри. Електромагнітні властивості цього об’єкта чудово узгоджуються з теоретичними передбаченнями та результатами моделювання.
Сейдзі Фудзімото, головний автор праці
Сучасні теорії формування надмасивних чорних дірок свідчать, що вони зароджуються в оточених пилом центрах галактик зі спалахом зіркоутворення, після чого «виштовхують» навколишню масу і перетворюються на надзвичайно яскраві квазари. Попри свою рідкість, обидва явища – «пилові» галактики та квазари – вже спостерігалися у ранньому всесвіті.
На думку дослідників, GNz7q може бути перехідною ланкою між цими двома класами об’єктів. Схожість із квазаром проявляється у спектрі та силі випромінювання, проте концентрація пилу, достатня, щоб викликати почервоніння випромінювання, характерна для пилової галактики з активним зореутворенням. Крім цього, об’єкт дещо відрізняється від звичайних квазарів – зокрема, його яскравість у рентгенівському діапазоні, на відміну від ультрафіолетового, надзвичайно мала. Це свідчить про те, що внутрішня частина акреційного диска – джерело рентгенівського випромінювання – все ще закрита пилом, тоді як зовнішні регіони, звідки виходить ультрафіолетове випромінювання, від неї вільні.
В цілому, найімовірніше, в центрі GNz7q знаходиться молода чорна діра, що стрімко зростає. Такий опис ідеально відповідає теоретично передбаченому перехідному молодому квазару. Більш того, червоне зміщення, що дорівнює 7,1899, робить GNz7q першим об’єктом такого типу, вік якого порівнянний з віком найстаріших квазарів (червоне зміщення близько 7,6).
Відкриття GNz7q підтверджує наявність прямого зв’язку між цими двома рідкісними явищами та дозволяє краще зрозуміти механізм стрімкого зростання надмасивних чорних дірок у перші дні існування Всесвіту. Наше відкриття проливає світло на те, як могли виглядати попередники відомих нам надмасивних чорних дірок.
Попри те, що GNz7q знаходиться у добре вивченому регіоні зоряного неба, помітити об’єкт було надзвичайно важко. У майбутньому команда сподівається провести систематичний пошук подібних явищ, а потім вивчити кожен із них за допомогою космічного телескопа ім. Джеймса Вебба.
Космічний телескоп імені Джеймса Вебба дозволить нам провести більш детальне дослідження еволюції цих об’єктів і фізики, що лежить в їх основі. Після того як телескоп почне працювати на повну силу, він допоможе остаточно визначити, наскільки поширені такі чорні діри.