Ранняя Вселенная на красных смещениях более 10 была преимущественно белым пятном для наблюдательной астрономии. Из смещения света в красный диапазон заглянуть дальше мог только инфракрасный телескоп, что привело к рождению Вебба. Открытия пошли косяком. Да, угрожающие изменить наши космологические теории. Ранняя Вселенная оказалась не пустыней, а средоточием удивительных вещей, включая зрелые массивные галактики и сверхмассивные черные дыры.
Художественное представление квазара. Источник изображения: S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)
Новым удивительным открытием стало обнаружение быстро растущей сверхмассивной черной дыры примерно через 700 млн лет после Большого взрыва. Намек на ее существование в те времена появился после одного из первых глубоких наблюдений «Вебба» летом 2022 года за окрестностями сверхмассивного скопления галактик Abell 2744. На снимке по бокам и над скоплением были замечены три привлекшие внимание яркие красные точки.
Анализ показал, что это один и тот же квазар — активный центр галактики или активно питающаяся надмассивная черная дыра, которая благодаря эффекту гравитационного микролинзирования отразилась одновременно в трех местах на небе. С помощью спектрометра «Вебба», а также с привлечением радиотелескопа ALMA и рентгеновского телескопа «Чандра» группа астрономов внимательно изучила этот объект и пришла к далеко идущим выводам.
Измерение и моделирование показало, что квазар слишком тяжел для такого среднего объекта. Его масса достигает 3% массы галактики-хозяйки, в то время как в окружающей Вселенной масса квазаров обычно составляет 0,1% массы галактик. Открытие такого массивного объекта, активно питающегося, о чем говорит его красный цвет, и так рано после Большого взрыва, заставляет предположить, что ученые наткнулись на недостаточное переходное звено между зародышем сверхмассивной черной дыры и ярким квазаром.
Три изображения A2744-QSO1, полученные “Веббом”. Источник изображения: Lukas J. Furtak и т.д. / Nature, 2024
Ученых смущают участившиеся случаи открытия квазаров, содержащих сверхмассивные черные дыры, в первый миллиард жизни Вселенной. Нам не ясен процесс быстрого набора массы черными дырами за короткий промежуток времени. Теоретически зародышами сверхмассивных чёрных дыр могут быть чёрные дыры, рожденные смертью первых звезд определенной большой массы, или чёрные дыры, возникшие при прямом коллапсе газовых облаков вскоре после Большого взрыва. Обнаруженный учеными объект A2744-QSO1 на красном смещении z=7,045 демонстрировал высокий темп естественного роста, что поможет объяснить механизмы эволюции сверхмассивных черных дыр на раннем этапе развития Вселенной.
Одного наблюдения определенно хватит для построения стройных математических моделей эволюции сверхмассивных черных дыр. Но «Джеймс Вебб» поможет набрать достаточное количество данных относительно таких объектов, и тогда свое слово скажут теоретики. Пока они не спешат разрушать космологические устои, требуя больше доказательств по поводу явлений, наблюдаемых с помощью «Вебба».
Если вы заметили ошибку, выделите ее мышкой и нажмите CTRL+ENTER.
