Древнейшие галактики запутались в паутине чёрной дыры

Чёрную дыру окружает паутина вещества, рядом с которой галактики выглядят крошечными.

Чёрную дыру окружает паутина вещества, рядом с которой галактики выглядят крошечными.
Иллюстрация ESO/L. Calcada.

Астрономы обнаружили самую тесную группу галактик, когда-либо наблюдавшуюся в ранней Вселенной. Шесть звёздных систем сгрудились вокруг сверхмассивной чёрной дыры в паутине газовых волокон. Этой паутине чёрная дыра, видимо, обязана самим своим существованием. Вся структура образовалась, когда Вселенной было менее миллиарда лет отроду. Она помогает понять, как растут сверхмассивные чёрные дыры и какую роль в этом играет тёмная материя.

Открытие описано в научной статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics.

Сверхмассивная чёрная дыра SDSS J1030+0524 находится невероятно далеко от Млечного Пути. Свет падающего на неё вещества путешествовал к нам 12,9 миллиарда лет. Это 93% всего срока, прошедшего после Большого взрыва. Сейчас мы видим этот объект таким, каким он был, когда миру было всего 900 миллионов лет.

Однако уже тогда SDSS J1030+0524 была в миллиард раз массивнее Солнца. Откуда же она и другие сверхмассивные чёрные дыры в ранней Вселенной взяли массу, чтобы так быстро вырасти? Этот вопрос давно занимает специалистов.

"Эта работа появилась в основном благодаря желанию понять природу, возможно, самых загадочных астрономических объектов – сверхмассивных чёрных дыр ранней Вселенной. Это поистине экстремальные системы, и на сегодня у нас нет удовлетворительного объяснения их существованию", – признаётся первый автор статьи Марко Миньоли (Marco Mignoli) из Национального института астрофизики Италии.

Многочасовые наблюдения в крупнейшие в мире телескопы, включая знаменитый VLT, позволили обнаружить рядом с SDSS J1030+0524 шесть галактик. Они находятся в пределах 15 миллионов световых лет от своей "хозяйки".

Это трудно назвать тесным соседством даже по космическим меркам. Например, расстояние от Млечного Пути до галактики Андромеды намного меньше: около 2,5 миллиона световых лет. Тем не менее компаньоны SDSS J1030+0524 – это самая тесная группа "звёздных островов", обнаруженная в ранней Вселенной. Возможно, когда мир был юным, складывались и более тесные компании, но мы о них ничего не знаем: обнаруживать объекты на таких гигантских расстояниях чрезвычайно трудно.

К слову, о трудностях. Из-за гигантского удаления от Земли эти звёздные системы – одни из самых тусклых объектов, когда-либо наблюдавшихся в оптические телескопы. Открытие было сделано буквально на пределе возможностей существующих инструментов. Так что галактик вокруг сверхмассивной чёрной дыры на самом деле может быть и больше, просто остальные слишком тусклые, чтобы их обнаружить.

Усилия астрономов окупились сторицей. Похоже, им удалось найти ответ на вопрос, откуда же ранние сверхмассивные чёрные дыры брали "пищу" для роста.

Наблюдая галактики-компаньоны SDSS J1030+0524, учёные заключили, что они погружены в гигантскую паутину межгалактического газа. Она простирается более чем на 30 миллионов световых лет, что в 300 раз превышает размеры Млечного Пути.

"Эти газовые волокна действительно напоминают паутину, – объясняет Миньоли. – В точках пересечения волокон локализуются и растут галактики. А вдоль волокон могут течь потоки газа, которые питают как звездообразование в галактиках, так и центральную сверхмассивную чёрную дыру".

Вещество этой гигантской сети и охваченных ею галактик, вероятно, и стало пищей, породившей монстра массой в миллиард солнц.

Но откуда в таком случае взялась сама паутина газа? А за это, отвечают авторы, надо благодарить таинственную тёмную материю (которой, к слову, примерно в восемь раз больше, чем обычного вещества). Именно её гравитация стянула невероятно разреженный межгалактический газ в такую структуру.

К слову, ранее Вести.Ru рассказывали об обнаружении нитей вещества, протянувшихся между галактиками. А ещё пищей для первых сверхмассивных чёрных дыр могли быть недавно обнаруженные гигантские облака газа.