Происхождение Вселенной всегда было чем-то вроде проблемы курицы и яйца. Может быть, сначала образовались звезды и галактики, а среди них медленно срастались черные дыры? Или черные дыры появились до первых галактик?
Когда после Большого взрыва материя начала охлаждаться и объединяться, она приняла формы и объекты, которые мы наблюдаем на протяжении большей части ее 13,8-миллиардной истории. Сегодня мы видим эти объекты как звезды, расположенные в гравитационно-связанных системах, которые мы называем галактиками, которые вращаются вокруг сверхмассивной черной дыры в своем центре.
Традиционно считалось, что звезды и галактики были здесь первыми. Но новый анализ данных ранней Вселенной, собранных космическим телескопом Джеймса Уэбба, предполагает, что на самом деле черные дыры и галактики возникли вместе – и что черные дыры сформировали галактики, которые развивались вокруг них».
» Мы знаем, что эти чудовищные черные дыры существуют в центрах галактик вблизи нашего Млечного Пути, но теперь большим сюрпризом является то, что они присутствовали и в начале Вселенной и были почти как строительные блоки или семена для ранних галактик», — говорит астроном. Джозеф Силк из Университета Джона Хопкинса в США и Университета Сорбонны во Франции.
«Они действительно ускорили все, как гигантские усилители звездообразования, что является полным поворотом того, что мы считали возможным раньше – настолько что это может полностью поколебать наше понимание того, как формируются галактики».
Мы многого не знаем о ранней Вселенной по той простой причине, что мы не можем ее увидеть. Когда материя впервые начала объединяться в первые 500–1 миллиард лет после Большого взрыва, густая газовая дымка между звездами и галактиками сделала пространство непрозрачным.
Мы думали, что достаточно прилично разбираемся во всем. . Но затем, в последнее десятилетие или около того, мы начали находить вещи, которые не соответствовали моделям, построенным учёными. Подобно черным дырам и галактикам, которые были намного больше, чем мы думали, они могли образоваться за время, прошедшее после Большого взрыва. И когда появился JWST, он показал, что таких больших объектов значительно больше, обнаруженных даже раньше, чем мы предполагали.
Сверхмассивные черные дыры представляют собой особую проблему из-за того, как формируются некоторые черные дыры. от звезд. Когда умирает особенно большая звезда, ее ядро коллапсирует, и остается черная дыра, масса которой примерно в 50 раз превышает массу Солнца.
Большие черные дыры могут образовываться в результате столкновений между этими объектами… но сверхмассивная черная дыры в миллионы и миллиарды раз превышают массу Солнца. Если эти объекты формируются с нуля, это действительно займет очень много времени, и сначала должны появиться звезды.
Данные JWST показывают, что сверхмассивные черные дыры существовали очень рано во Вселенной. история. Мы заметили чудовищ менее чем через 500 миллионов лет после Большого взрыва: одного — через 470 миллионов лет, другого — через 400 миллионов; и, что интересно, масса последней черной дыры, около 1,6 миллиона Солнц, по-видимому, равна массам молодых галактик, вращающихся вокруг нее.
Это явно указывает на другой механизм образования черной дыры: огромная облака материи коллапсируют прямо в черные дыры, не превращаясь вообще в звезды.
Согласно анализу, проведенному Силком и его командой, это означает, что они могли присутствовать с самого раннего возраста, сосуществуя с младенцем галактики и стимулируя ее рост. Когда центральная часть облака превратилась в черную дыру, оставшиеся окраины облака стали материалом для формирования молодых звезд.
Это связано с тем, что процесс питания черной дыры вызывает мощные ветры и высокие струи. Плазма с низкой скоростью, которая прорывается через окружающее пространство, сжимая в нем звездообразующий газ и вызывая интенсивные волны звездообразования.
«Мы утверждаем, что черная дыра выбрасывает измельченные газовые облака, превращая их в звезды и значительно ускоряя скорость звездообразования», — говорит Силк.
«Мы не можем видеть эти сильные ветры или струи далеко-далеко, но мы знаем, что они должны присутствовать, потому что мы видим много черных дыр на ранней стадии. во Вселенной».
Будущие наблюдения должны помочь астрономам оценить точность этой модели и усовершенствовать ее.
Но на данный момент начинает казаться, что курица Проблема «или яйцо» — это чрезмерное упрощение: не то и не другое, а оба вместе превращают суп ранней Вселенной в великолепную популяцию галактик, каждая из которых питается черной дырой, которые ослепляют космос до тех пор, пока мы можем видеть.
Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.
Представьте себе будущее, в котором подключение к Интернету будет не только молниеносным, но и удивительно…
Далеко-далеко от дома одинокий космический зонд мчится все глубже во тьму космоса.На расстоянии всего лишь…
Спят ли инопланетяне? Вы можете воспринимать сон как нечто само собой разумеющееся, но исследования показывают,…
С помощью дикой биологической манипуляции, которая кажется прямо из научной фантастики, исследователи сделали части живых…
Три крошечные микроскопические стеклянные бусины, извлеченные с поверхности Луны, показывают, что дикое прошлое крупнейшего естественного…
Если вы отойдете достаточно далеко от Солнца, Солнечная система станет намного более населенной.За орбитой Нептуна…