Звездна светлина от квазарни галактики е открита в зората на Вселената

З а първи път е открита звездна светлина в галактики, които са горели ярко от яростта на черните дупки през първите милиарди години от съществуването на Вселената.

Логично е тези активни свръхмасивни черни дупки - известни като квазари - да имат галактики около себе си. Но разтеглени на толкова големи разстояния, досега не е било възможно да се открие каквато и да е звездна светлина в тях, което кара астрономите да се питат как такива чудовищни обекти се формират и растат за толкова кратко време.

Сега, с помощта на комбинирани данни от телескопа "Субару" в Хавай и космическия телескоп "Джеймс Уеб", голям международен екип успя да изследва две квазарни галактики в ранната Вселена, за да научи повече за този мистериозен момент от историята на всичко.

Астрономите "чуват" небесния хор за първи път

Изследването е ръководено от астрофизиците Сюхенг Динг и Джон Силвърман от Института за физика и математика на Вселената "Кавли" (Kavli IPMU) в Япония и Масафуса Оноуе от Института за астрономия и астрофизика "Кавли" в Китай.

"За първи път наблюдаваме галактики-приемници от толкова ранна възраст на Вселената. Това е възможно само благодарение на дълбоките изображения на JWST, които ни позволяват да моделираме и извадим светлината от квазара, за да разкрием галактиката домакин. И преди сме виждали квазари от тази възраст, но те са били толкова ярки, че е било невъзможно да извадим светлината им, за да разкрием галактиката домакин", обяснява астрономът Чиен-Хсиу Лий от Обсерваторията У. М. Кек.

Самите черни дупки не излъчват никаква светлина, която да можем да открием в момента. Всъщност те са известни с това.

Марсоходът на НАСА направи странно откритие на Червената планета

Но една активна черна дупка е малко по-различен въпрос. Става дума за това, което се случва в пространството около нея. Активна черна дупка е тази, която има достатъчно материал в околността си, за да се храни. Този материал се върти около черната дупка, нагрят до милиони градуси от триенето и гравитацията, така че свети в целия електромагнитен спектър.

В квазара се завихря толкова много материал, че той положително пламва в еоните на пространство-времето. Ето как можем да ги видим да светят в Космическата зора - периода, обхващащ първите милиарди години след Големия взрив. Дори и там те все още са сравнително слаби; никога не бихте могли да видите квазар от Космическата зора с невъоръжено око или с телескоп в задния двор, но през последните години нашите мощни телескопи ги откриват все по-често.

Това повдига най-различни въпроси, като например: как се получават толкова големи свръхмасивни черни дупки толкова скоро след Големия взрив? Каква е тяхната галактическа среда? Първият въпрос все още не е изяснен, но по втория най-накрая получаваме отговори.

Как свръхмасивните черни дупки растат толкова бързо?

Въпросните две квазарни галактики се наричат HSC J2236+0032 и HSC J2255+0251 и ги наблюдаваме приблизително 860 милиона години след Големия взрив. Те са открити при изследване, направено с помощта на "Субару", като JWST е извикан, за да ги проучи по-подробно.

Свръхмасивните черни дупки в центровете на тези две квазарни галактики са съответно 1,4 милиарда и 200 милиона пъти по-масивни от Слънцето. Това позволява да се поставят ограничения върху количеството светлина, генерирано от дейността на черните дупки, тъй като съществува ограничение за скоростта, с която една черна дупка може да се храни.

Изследователите са извадили тази светлина от наблюденията на JWST, което им оставя светлината, генерирана от галактиките-приемници: светлината на техните звезди, които светят.

Учени с предупреждение: Земната ос се е изместила, ето каква е причината

Но дори нещо повече - светлината на галактиките позволява на изследователите да изчислят масите на галактиките - съответно 130 милиарда и 30 милиарда слънчеви маси.

Това е важно, защото ни казва нещо, което не знаехме за галактиките от ранната Вселена. Масите на свръхмасивните черни дупки и техните галактики в близката Вселена са свързани. Ако се знае масата на една черна дупка, може да се предвиди масата на галактиката около нея и обратно, дори за малки галактики.

Не сме сигурни защо е така, дали това е някакво свойство на черната дупка, което ограничава растежа на галактиките след определена точка, или галактиките и свръхмасивните черни дупки растат заедно, но откриването на черни дупки в ранната Вселена може да ни даде някои улики.

Връщането на проби от Марс ще е много по-скъпо

J2236+0032 и J2255+0251 отговарят на това съотношение на масите между свръхмасивна черна дупка и нейната галактика. Това подсказва, че това съотношение вече е било налице, когато са се родили първите свръхмасивни черни дупки. И дава на астрономите нова точка от данни, с която да работят, докато моделират ранната еволюция на Вселената, за да разберат как са се развивали нещата по време на Космическата зора.

Предстои да се проучи дали това е вярно за всички галактики от ранната Вселена. Две галактики не са изключително голяма извадка, така че изследователите ще се върнат за още. Те са предвидили повече време за наблюдение с JWST и се надяват да научат повече за това как са се формирали първите галактики.

"Продължаващите наблюдения с JWST ще ни дадат значително по-голяма извадка, което ще ни позволи да ограничим по-добре моделите за взаимната еволюция на черните дупки и звездните популации в галактиките", пишат те в статията си.

Следете ни навсякъде и по всяко време с мобилното приложение на Vesti.bg. Можете да го изтеглите от Google Play и AppStore.

За още любопитно съдържание от Vesti.bg последвайте страницата ни в Instagram.