Международная исследовательская группа обнаружила скрытые пылью сверхмассивные черные дыры, существовавшие менее чем через миллиард лет после Большого взрыва. Это открытие показывает, что яркие квазары в то время были, как минимум, в два раза более распространены, чем считалось ранее.
Загадка сверхмассивных черных дыр
В современной Вселенной все галактики имеют в своих центрах сверхмассивные черные дыры, масса которых превышает массу Солнца в миллионы, а то и в миллиарды раз. Большую часть своего времени они находятся в состоянии покоя. Но когда они поглощают окружающее вещество, то окружающие их аккреционные диски становятся мощными источниками излучения. Подобные активные черные дыры называются квазарами.
Несмотря на ключевую роль сверхмассивных черных дыр во Вселенной, их происхождение остается фундаментальной загадкой. Многие сверхмассивные черные дыры были обнаружены уже через 1 миллиард лет после Большого взрыва. Это означает, что их образование должно было произойти еще раньше.
Одним из направлений поиска ответа на вопрос о происхождении черных дыр являются подсчеты количества квазаров на единицу объема пространства в ранней Вселенной. Если это число высокое, то они, вероятно, образовывались относительно часто, возможно, как остатки звезд первого поколения. И наоборот, низкая числовая плотность предполагает образование в особых условиях, таких как прямой коллапс массивных объектов (газовых облаков) под действием собственной гравитации.
В поисках скрытых черных дыр
В прошлом ученые уже проводили подсчеты числа квазаров, найдя немало таких объектов. Однако поиски были затруднены тем, что многие галактики содержат значительное количество пыли. Когда квазар находится в такой галактике, его излучение в значительной степени поглощается, и не достигает нас. Это привело к предположению, что квазары, обнаруженные в ходе традиционных исследований, представляют собой лишь небольшую часть реальной популяции, а многие другие скрыты пылью.
Чтобы проверить это предположение, команда исследователей задействовала наземный телескоп Субару, а также космическую обсерваторию James Webb. Она ведет наблюдения на инфракрасных длинах волн, которые намного лучше проходят через пылевые облака.
Поиски завершились успехом. Ученым удалось подтвердить существование ряда неизвестных квазаров, окруженных пылью. Оказалось, что она поглощает около 70% видимого и почти весь (99,9%) ультрафиолетовый свет от этих квазаров. Это объясняет, почему они были пропущены в предыдущих исследованиях.
Сравнивая плотность квазаров, команда пришла к выводу, что квазары, скрытые пылью, встречаются, по крайней мере, так же часто, как и ранее известные обычные квазары. Это означает, что количество ярких квазаров в ранней Вселенной по крайней мере в два раза выше, чем считалось ранее.
Исследователи собираются продолжить наблюдения, чтобы понять, отличаются ли «пыльные» квазары от обычных. Также команда планирует новые поиски черных дыр, чтобы выявить всю популяцию таких объектов в ранней Вселенной.
По материалам Subarutelescope.org
