Используя Очень Большой Телескоп (VLT) Европейской южной обсерватории (ESO), астрономы смогли рассмотреть скопления холодного газа вокруг некоторых из самых первых галактик во Вселенной. Эти газовые гало – прекрасный источник «питания» для сверхмассивных черных дыр в центрах ранних звездных мегаполисов, и они могут объяснить, каким образом гигантские «гравитационные монстры» смогли вырасти за относительно короткий период, известный как «Космический рассвет».
«Мы впервые продемонстрировали, что первичные галактики действительно имели достаточное количество «питания» в своих окрестностях, чтобы поддерживать как рост сверхмассивных черных дыр, так и интенсивное звездообразование. Это фундаментальный вклад в составление сложной мозаики формирования космических структур более 12 миллиардов лет назад», – рассказывает Эмануэле Паоло Фарина, ведущий автор исследования из Института астрономии Макса Планка (Германия).
x
Астрономы в течение долгого времени пытаются понять, как сверхмассивные черные дыры смогли вырасти до невероятно больших масс в столь ранний период истории Вселенной. Существование этих «монстров» с массой в несколько миллиардов солнечных является большой загадкой, и до сих пор ученым не удавалось найти газ и пыль в количествах достаточно больших, чтобы объяснить их стремительное развитие.
Еще больше усложняли картину предыдущие наблюдения с массивом радиотелескопов ALMA, которые выявили в первых галактиках огромные количества пыли и газа, поддерживающие быстрое звездообразование. Эти данные заставляли предполагать, что для «питания» черных дыр вещества оставалось мало.
Одно из газовых гало, на которое наложено более старое изображение слияния галактик. Крупномасштабное гало газообразного водорода показано голубым цветом. Credit: ESO/Farina et al.; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Decarli et al.
Чтобы раскрыть эту тайну, астрономы прибегли к помощи приемника MUSE на VLT для исследования квазаров – крайне ярких объектов, энерговыделение которых обеспечивается сверхмассивными черными дырами в центрах массивных галактик. Была исследована выборка из 31 квазара, уже существовавших в момент, когда новорожденной Вселенной было всего около 870 миллионов лет.
В итоге астрономы обнаружили, что 12 квазаров окружены гигантскими скоплениями газа: гало из холодного плотного газообразного водорода, простирающимися на 100 тысяч световых лет от центральных черных дыр и обладающими массами в миллиарды солнечных.
x
«Мы смогли проникнуть в окрестности самых массивных и прожорливых черных дыр, существовавших в молодой Вселенной, и зарегистрировать слабое свечение газообразного водорода в гало. Это позволило, наконец, обнаружить те самые запасы «питания», которые поглощались «гравитационными монстрами» в ранней Вселенной. Я надеюсь, что в будущем с мощью Чрезвычайно Большого Телескопа (ELT) мы сможем заглянуть еще дальше и найти намного больше таких газовых туманностей», – заключил Эмануэле Паоло Фарина.
Источник: