Шесть древних галактик обнаружены в паутине сверхмассивной черной дыры

Астрономы долго изо всех сил пытались понять, как сверхмассивные черные дыры могли образоваться в ранней Вселенной.

Они знают, что для создания этих космических голиафов им нужно было очень быстро расти, чтобы так быстро достичь своего сверхмассивного статуса (примерно в течение 1 миллиарда лет после Большого взрыва).

Но где именно они нашли огромное количество материи, остается неясным.

Теперь ответ могут дать новые результаты, полученные с помощью Очень Большого телескопа (VLT) Европейской южной обсерватории, опубликованные 1 октября в журнале Astronomy & Astrophysics.

Шесть недавно открытых галактик старой школы находятся в огромной газовой паутине, размер которой примерно в 300 раз превышает диаметр Млечного Пути, и наблюдались благодаря продолжительным наблюдениям на VLT.

Проанализировав данные, исследователи определили, что видят эти галактики в том виде, в каком они существовали всего через 900 миллионов лет после Большого взрыва, когда возраст Вселенной составлял немногим более 6 процентов от нынешнего.

Это первый случай, когда такое тесное скопление галактик было обнаружено в течение первого миллиарда лет существования Вселенной.

Кроме того, в центре галактического мошпита находится сверхмассивная черная дыра, масса которой примерно в 1 миллиард раз превышает массу Солнца.
«Сверхмассивные черные дыры в ранней вселенной являются экстремальными системами, и на сегодняшний день у нас нет хорошего объяснения их существования », - сказал ведущий автор Марко Миньоли в пресс-релизе ESO.

Создание черной дыры

Ученые знают, что существует предел скорости роста черной дыры: предел Эддингтона.

Но хотя это играет определенную роль в формировании сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной, реальный вопрос, с которым сталкиваются ученые, - это отслеживание того, откуда в первую очередь черными дырами были получены пищевые продукты.

Ключ, вероятно, связан с огромной космической сетью Вселенной.

Эта (буквально) универсальная структура пронизывает весь космос, соединяя далекие галактики, скопления галактик и сверхскопления галактик нитями слабого газа, известными как волокна.

Авторы нового исследования считают, что их сверхмассивная черная дыра и окружающие ее галактики, получившие название SDSS J1030 + 0524, вероятно, питались газом, который был скоплен в запутанном узле космических волокон паутины.

«Нити космической паутины похожи на нити паутины», - сказал Миньоли.

«Галактики стоят и растут там, где нити пересекаются, а потоки газа, которые могут питать как галактики, так и центральную сверхмассивную черную дыру, могут течь по нитям».

Но это отодвигает вопрос еще дальше.

Как эти нити впервые получили газ?

Астрономы думают, что ответ может быть связан с другой давней астрономической загадкой: темной материей.

В очень ранней Вселенной нормальная материя была слишком горячей, чтобы слипаться и образовывать гравитационно связанные объекты, такие как черные дыры и галактики.

Но исследователи считают, что темная материя могла быть намного холоднее обычной.

Это означает, что темная материя могла сгруппироваться в ранней Вселенной, образуя гигантские структуры, известные как гало темной материи.

Гравитация от этих темных структур продолжала бы вращаться в нормальной материи, притягивая огромное количество газа, что позволило бы первым галактикам и черным дырам пустить корни.

Галактики, обнаруженные в этом новом исследовании, также являются одними из самых тусклых из когда-либо наблюдавшихся, что означает, что в этом районе может скрываться гораздо больше.
«Мы считаем, что только что увидели верхушку айсберга, и что несколько галактик, обнаруженных до сих пор вокруг этой сверхмассивной черной дыры, являются только самыми яркими», - сказала соавтор Барбара Балмаверде.