Новости науки
Ученые приблизились к пониманию механизма возникновения галактик
Международной группе астрономов и астрофизиков, проводившей наблюдения с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», удалось найти черную дыру с колоссальной массой в сотни миллионов солнц, возраст которой сопоставим с возрастом Вселенной. Сверхмассивная черная дыра находится в галактике CAPERSLRDz9, сформировавшейся примерно 13,3 миллиарда лет назад, то есть всего через 500 миллионов лет после Большого взрыва.
Объект был обнаружен в рамках программы CAPERS, направленной на изучение ранних этапов формирования звездных систем. Сначала галактика CAPERS-LRD-z9 привлекла внимание как ярко-красная точка, то есть как представитель нового класса компактных галактик, характерных для первых 1,5 миллиардов лет существования Вселенной. Они отличаются высокой светимостью и малым числом звезд. Удалось установить, что у CAPERS-LRD-z9 очень высокое красное смещение z = 9,288. Это значит, что свет от нее шел до нас 13,3 миллиарда лет, и ученые видят галактику такой, какой она была вскоре после появления первых звезд.
Наиболее вероятным источником настолько яркого света является черная дыра, выделяющая огромное количество энергии. По расчетам, ее масса может достигать 300 миллионов солнечных масс.
Наблюдение столь массивного объекта в ранней Вселенной, кстати, уже не первого, ставит под сомнение существующие модели роста черных дыр. Обычно считается, что они формировались из остатков массивных звезд, масса которых в первые эпохи могла достигать сотен солнечных и эволюция которых происходила чрезвычайно быстро. Затем эти дыры росли, поглощая газ и сливаясь с другими черными дырами. Однако расчеты показывают, что за 500 миллионов лет вырасти с десятков до сотен миллионов масс Солнца крайне проблематично: излучение раскаленного аккреционного диска создает мощное давление наружу, ограничивающее приток вещества.
Это заставляет астрофизиков рассматривать альтернативные сценарии. Возможно, первые черные дыры рождались достаточно массивными, в миллионы или десятки миллионов солнечных масс, в результате слияния множества компактных объектов в плотных звездных скоплениях. Другая возможность – учет в процессах влияния темной материи. Наконец, вероятен пересмотр базовых представлений о ранней космологии.
Дальнейшие наблюдения галактики CAPERS-LRD-z9 помогут уточнить ее характеристики, а также роль подобных объектов в формировании первых галактик. Ученые надеются, что такие открытия приблизят их к разгадке одной из главных на данный момент тайн астрофизики: как и почему сверхмассивные черные дыры появились в космосе так рано?
Публикация в журнале «Astrophysical Journal Letters»
Зафиксировано самое крупное слияние черных дыр в космосе
Ученые из коллаборации LIGOVirgoKAGRA обнаружили крупнейшее из когда-либо зарегистрированных детекторами гравитационных волн слияний черных дыр, оно произошло за пределами нашей Галактики. LIGOVirgoKAGRA (LVK) – международное научное сотрудничество, в котором участвуют сеть LIGO (лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория в США), европейский гравитационно-волновой детектор Virgo (расположен в Италии) и японский детектор гравитационных волн KAGRA.
Вызванные наиболее массивным из когда-либо зарегистрированных слияний черных дыр волны были зарегистрированы в ноябре 2023 года детекторами обсерватории LIGO в городах Ханфорд и Ливингстон. Обработка полученных данных потребовала времени и объединенных усилий в рамках научного сотрудничества. В результате удалось установить, что сигнал, получивший название GW231123, поступил с расстояния порядка десяти миллиардов световых лет и указывает на столкновение двух черных дыр массой 103 и 137 масс Солнца. Объекты столкнулись, образовав еще более крупную черную дыру, масса которой в 225 раз превышает массу Солнца. При этом часть массы «потерялась» в виде излучения.