Космический поиск ранних сверхмассивных черных дыр

В просторах нашей Вселенной наличие сверхмассивных черных дыр — гигантов с массой, превышающей массу нашего Солнца в миллион раз, — остается загадкой. Их повсеместное присутствие сегодня заставляет глубже погрузиться в гобелен нашей космической истории, насчитывающей 13,8 млрд лет.

Сердцебиение галактики: Черные дыры и их космический танец

Считается, что каждая галактика имеет в своем ядре сверхмассивную черную дыру. Интересно, что масса этих гигантских образований обычно составляет тысячную долю массы галактики, в которой они находятся. Такое постоянное соотношение указывает на взаимосвязанную эволюцию галактик и их центральных черных дыр. Понимание этих черных дыр имеет огромное значение не только для раскрытия их собственных тайн, но и для пролития света на формирование галактик — основных структурных элементов нашей наблюдаемой Вселенной.

Взгляд в прошлое: секреты ранней Вселенной

Путешествие в раннюю Вселенную — период, прошедший после Большого взрыва менее чем за миллиард лет, — может дать ключ к разгадке генезиса этих черных дыр. Конечная скорость света позволяет нам с ностальгией заглянуть в далекое прошлое Вселенной. Могли ли черные дыры таких огромных размеров образоваться, когда Вселенная была всего лишь миллиард лет назад? И если да, то какие космические рецепты привели к их образованию?

Глаз Гавайев в небе: откровения телескопа Subaru

В наших недавних наблюдениях использовался телескоп Subaru в Маунакеа (Гавайи). Телескоп, обладающий преимуществами широкопольного обзора, является мощным инструментом для космических поисков. Поскольку черные дыры остаются неуловимыми для прямого света, мы охотились за квазарами — их светящимися аналогами. Наши поиски, охватившие пространство неба, в 5000 раз превышающее площадь полной Луны, оказались плодотворными — мы обнаружили 162 квазара, существовавших с момента зарождения Вселенной. Примечательно, что 22 из них существовали, когда возраст Вселенной не превышал 800 млн. лет, и это самые старые из известных квазаров, графин для вина.

Из этой щедрости мы определили ключевую метрику — «функцию светимости». Она показывает плотность квазаров в зависимости от их излучения. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что квазары быстро размножались на заре существования Вселенной. Это открытие ставит под сомнение существующие теоретические модели, приближая их к объяснению рождения сверхмассивных черных дыр.

Загадка космической реионизации

Еще один интригующий момент заключается в том, что в начале своего существования наша Вселенная претерпела значительный сдвиг, получивший название «космическая реионизация». Считается, что на этом этапе огромные межзвездные пространства подверглись ионизации. Квазары рассматриваются как потенциальные источники энергии для этой ионизации, однако наши исследования свидетельствуют об обратном. Квазары, по-видимому, внесли минимальный вклад, составив менее 1% от необходимого количества ионизирующих фотонов. Этот пробел указывает на наличие альтернативных источников энергии, возможно, излучения колоссальных звезд внутри растущих галактик.