чёрные дыры

  • Скопление галактик ранней Вселенной оказалось слишком горячим

    Скопление галактик ранней Вселенной оказалось слишком горячим

    В ранней Вселенной обнаружен объект, который оказался слишком горячим для своего возраста. Как пишет in-space.ru, астрономы зафиксировали аномальное скопление галактик SPT2349-56 всего через 1,4 миллиарда лет после Большого взрыва.

    Слишком рано и слишком горячо

    Газ внутри SPT2349-56 оказался нагрет значительно сильнее, чем допускают существующие модели. Обычно гравитационный нагрев скоплений занимает миллиарды лет. «Мы не ожидали увидеть такую горячую атмосферу так рано в истории космоса», — говорит аспирант Дажи Чжоу. По его словам, первоначально команда сомневалась в данных. «Сначала я был скептичен, сигнал был слишком сильным, чтобы быть реальным», — признаётся он. Однако после месяцев проверок вывод подтвердился. Газ оказался как минимум в пять раз горячее прогнозов. Температура превысила 10 миллионов кельвинов, что сопоставимо с современными скоплениями.

    Тень Большого взрыва

    SPT2349-56 впервые заметили в 2010 году с помощью Южнополярного телескопа в Антарктиде. Уже тогда объект выглядел необычным.

    В 2018 году последующие наблюдения показали, что это скопление из более чем 30 галактик. Они формируют звёзды в тысячу раз быстрее Млечного Пути и стремительно сближаются. Из-за столь бурных процессов астрономы ожидали, что объект подскажет, как эволюционировали галактики. Особенно в критический период ранней Вселенной. Команда Чжоу использовала радиотелескоп ALMA для изучения реликтового излучения. Они искали эффект Сюняева — Зельдовича. Этот эффект проявляется как «тень» горячего газа на фоне космического микроволнового излучения. Поскольку фон однороден, такие искажения хорошо заметны.

    Чёрные дыры меняют картину

    Сигнал оказался не просто отчётливым, а исключительно мощным. Анализ выявил чёткую тепловую подпись горячих электронов.

    Существующие модели показывают, что одной гравитации для такого нагрева недостаточно. Учёные предполагают дополнительный источник энергии. По их версии, ключевую роль играют струи как минимум трёх сверхмассивных чёрных дыр. Они могли активно закачивать энергию в межгалактический газ. «Это говорит о том, что чёрные дыры уже сильно влияли на среду», — объясняет Скотт Чапман. По его словам, это происходило раньше и интенсивнее, чем ожидалось. Открытие указывает на неполноту современных теорий. Эволюцию скоплений нужно рассматривать как единую экосистему. «Мы хотим понять, как связаны звёздообразование, активные чёрные дыры и перегретая атмосфера», — говорит Чжоу.

  • Первые чёрные дыры родились не из звёзд, подтвердили данные телескопа «Джеймс Уэбб»

    Первые чёрные дыры родились не из звёзд, подтвердили данные телескопа «Джеймс Уэбб»

    Проблема первородства звёзд и чёрных дыр — это своего рода проблема курицы и яйца. Что появилось раньше? Мы видим, как массивные звёзды превращаются в чёрные дыры — это доказанный факт. Одновременно с этим мы замечаем в ранней Вселенной присутствие сверхмассивных чёрных дыр, которые просто не успели бы вырасти до регистрируемых масс. «Джеймс Уэбб», похоже, готов дать ответ на эту загадку.

    На днях в журнале The Astrophysical Journal Letters была опубликована работа, в которой группа учёных из Университета Джона Хопкинса в США и Университета Сорбонны во Франции собрала данные «Уэбба» по обнаруженным в ранней Вселенной чёрным дырам и представила больше доказательств в пользу гипотезы об одновременном рождении звёзд и чёрных дыр. Эти данные будут набираться и дополняться новыми наблюдениями, что позволит со временем создать стройную теорию эволюции объектов во Вселенной и её самой.

    Учёные обратили внимание, что «Уэбб» обнаружил одну сверхмассивную чёрную дыру через 470 млн лет после Большого взрыва, а другую — через 400 млн лет. Масса последней была определена на уровне 1,6 млн солнечных. Она находилась в центре галактики, которая была легче, чем дыра в её сердцевине. Чёрная дыра подобной массы не могла вырасти до фиксируемого значения. Из того, что мы наблюдали, чёрные дыры возникали после коллапса умирающих звёзд массой свыше 50 солнечных. Ничего подобного в ранней Вселенной не могло произойти, чтобы проявился наблюдаемый там эффект — крошечная галактика, собранная вокруг СЧД.

    Исследователи делают вывод, что первичные чёрные дыры образовались одновременно с первыми звёздами или чуть раньше из облаков первичной материи. Центры облаков коллапсировали и возникшая в каждом из них чёрная дыра начинала испускать ветер, запускающий и ускоряющий процесс звездообразования. Фактически первичные чёрные дыры стали тем инструментом, который собрал и превратил галактики в те структуры, которые мы наблюдаем.

    «Мы утверждаем, что от чёрных дыр отлетают газовые струи облаков, превращая их в звёзды и значительно ускоряя скорость звездообразования, — говорят авторы работы. — Мы не можем точно разглядеть эти сильные ветры или струи далеко-далеко, но мы знаем, что они должны присутствовать, потому что мы видим много чёрных дыр на ранних стадиях развития Вселенной».

    Читать в источнике