ESO/L. Calçada
За допомогою телескопа VLT Європейського космічного агентства астрономи зафіксували групу з шести галактик навколо квазара, про що вони пишуть у журналі Astronomy & Astrophysics. Пов’яза із квазаром чорна діра масивніша за Сонце у 1,4 мільярди разів. Структура існувала, коли вік Всесвіту складав усього 900 мільйонів років. Дослідження підтверджує, що найвіддаленіші та наймасивніші чорні діри утворюються у масивних гало темної матерії, які є частинами великомасштабних структур.
Що саме зафіксували астрономи?
Вчені побачили великомасштабну структуру навколо квазара із червоним зсувом z = 6,31. Червоний зсув є проявом ефекту Доплера та показує, наскільки віддалений об’єкт у космосі. Ця характеристика дозволила астрономам визначити, що структура утворилася у ранньому Всесвіті, коли його вік складав лише 900 мільйонів років. Маса пов’язаної із квазаром надмасивної чорної діри складає 1,4 мільярди сонячних мас. Квазар оточений групою з шести галактик, а також газовими філаментами — вузькими нитками речовини, через що вчені порівняли структуру із павутинням. Кожна з галактик віддалена від квазара приблизно на 5 мегапарсек. Це перший спектроскопічний аналіз популяції галактик навколо надмасивної чорної діри, яка існувала у перший мільярд років життя Всесвіту.
Чому це важливо?
Існування надмасивних чорних дір, пов’язаних із квазарами, значення червоного зсуву для яких становить z > 6, представляє серйозний виклик для позагалактичної астрономії. Такі об'єкти повинні утворюватися і зростати у межах найбільш масивних гало темної матерії у регіонах раннього Всесвіту. Там існують відповідні умови для формування чорних дір та достатньо великі запаси газу для їхнього зростання. Очікується, що такі ранні великомасштабні структури, ядра яких з часом перетворяться на масивні скупчення галактик, у ранньому Всесвіті представляли собою області з щільним розташуванням галактик навколо квазара. Однак кількість, просторовий розподіл та фізичні властивості галактик у цих областях сильно залежать від конкуруючих процесів, що можуть сприяти чи перешкоджати формуванню зірок та утворенню галактик. Наприклад, вибухи наднових чи виділення енергії від самого квазара можуть нагрівати та викидати газ із гало темної матерії. Це може ускладнити виявлення таких структур, тож досі докази щодо існування щільних популяцій галактик навколо ранніх надмасивних чорних дір були відсутні.
Дослідження вчених підтверджує думку про те, що найвіддаленіші та наймасивніші чорні діри утворюються та ростуть у масивних гало темної матерії у великомасштабних структурах. Відсутність раніше виявлених таких структур, ймовірно, була обумовлена обмеженими можливостями для спостережень.