Новое изображение сверхглубокого поля зрения Хаббла. Фото предоставлено: НАСА, ЕКА, Мэтью Хейс (Стокгольмский университет)
С помощью космического телескопа «Хаббл» НАСА международная группа исследователей под руководством ученых с факультета астрономии Стокгольмского университета обнаружила в ранней Вселенной больше черных дыр, чем было известно ранее. Новый результат может помочь ученым понять, как образовались сверхмассивные черные дыры.
В настоящее время у учёных нет полной картины того, как образовались первые чёрные дыры вскоре после Большого взрыва. Известно, что сверхмассивные черные дыры, вес которых может превышать миллиард солнц, существовали в центрах нескольких галактик менее чем через миллиард лет после Большого взрыва.
«Многие из этих объектов кажутся более массивными, чем мы первоначально думали в столь ранние времена — либо они были очень массивными, когда сформировались, либо росли чрезвычайно быстро», — сказала Элис Янг, докторант Стокгольмского университета и соавтор исследования. Исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.
Черные дыры играют важную роль в жизненном цикле всех галактик, но наше понимание эволюции галактик все еще очень неясно. Чтобы получить полную картину связи между эволюцией галактик и черных дыр, исследователи использовали телескоп Хаббл для изучения того, сколько черных дыр было в популяции слабых галактик, когда возраст Вселенной составлял всего несколько процентов от ее нынешнего возраста.
Первоначальные наблюдения исследуемой территории были снова сфотографированы Хабблом через несколько лет. Это позволило команде измерить колебания яркости галактик. Эти колебания являются явным признаком существования черных дыр. Команда обнаружила больше черных дыр, чем ранее было обнаружено с помощью других методов.
ХУДФ компас. Фото предоставлено: НАСА, ЕКА, Джозеф ДеПаскуале (STScI)
Новые наблюдения предполагают, что некоторые черные дыры, вероятно, образовались в результате коллапса массивных первичных звезд в течение первого миллиарда лет космического времени. Звезды этого типа могут существовать только в очень ранние времена во Вселенной, поскольку звезды более поздних поколений загрязнены остатками уже существующих и мертвых звезд.
Другие возможности образования черных дыр включают коллапс газовых облаков, слияние звезд в массивных звездных скоплениях и «первичные» черные дыры, которые образовались (посредством физически умозрительных механизмов) в первые секунды после Большого взрыва. Благодаря этой новой информации о формировании черных дыр можно создать более точные модели формирования галактик.
«Механизм формирования ранних черных дыр является важной частью головоломки эволюции галактик», — сказал Мэтью Хейс из Института астрономии Стокгольмского университета и ведущий автор исследования. «Вместе с моделями роста черных дыр расчеты эволюции галактик теперь могут быть поставлены на более физически мотивированную основу с точной схемой образования черных дыр из коллапса массивных звезд».
Астрономы также проводят наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА для поиска галактических черных дыр, образовавшихся вскоре после Большого взрыва, чтобы понять их массу и местоположение.
Информация от: ЕКА/Информационным центром Хаббла.
