Ученые обнаружили примитивные квазары и черные дыры

quazar-black-holeАстрономы зафиксировали самые примитивные квазары — галактики, содержащие в своем центре черные дыры и сформировавшиеся на заре развития Вселенной, спустя всего 800 миллионов лет после Большого взрыва. Это открытие может пролить свет на ранние этапы эволюции галактик, подобных нашему Млечному Пути.

«Судя по всему, мы обнаружили примитивные квазары из первого поколения подобных объектов, которые формируются в условиях отсутствия межзвездной пыли вскоре после Большого взрыва. Эти квазары — молодые галактические системы с быстро растущими черными дырами в центре и быстро накапливающейся межзвездной материей, недостающее звено в эволюции галактик, которое мы ищем уже очень давно», — сказала Марианна Вастергаард (Marianne Vestergaard), ведущий автор исследования из Университета Аризоны, сообщает РИА Новости.

Отличительной особенностью квазаров от остальных объектов Вселенной является высокая яркость их свечения при очень небольших видимых размерах, сопоставимых с размерами звезд.

Согласно современным представлениям квазары представляют собой молодые галактики, образующиеся из скоплений газа и пыли, выброшенных в космическое пространство уже сформировавшимися звездами, прошедшими основные стадии эволюции. Квазары содержат в своем центре массивные черные дыры — небесные тела, имеющие массу в 200-300 миллионов масс Солнца, не излучающие и не отражающие никакого типа излучения, так как их гравитация настолько велика, что удерживает даже кванты света. Эти черные дыры все время набирают свою массу, непрерывно поглощая материю из окружающего пространства — межгалактическую пыль, которая силами гравитации черной дыры собирается вокруг нее в форме диска.

Под воздействием этих сил материя в этом диске непрерывно ускоряется и, соударяясь друг с другом, разогревается до высоких температур, излучая электромагнитные волны в широком диапазоне — от рентгеновских до инфракрасных. Несмотря на то, что материя диска постоянно поглощается черной дырой, сам диск в размерах не уменьшается, так как его состав все время пополняется за счет вновь притягиваемого из межзвездного пространства материала. Этот материал поглощает часть ультрафиолетового излучения, идущего от близлежащих к дыре слоев вещества, и переизлучает его в форме инфракрасного света.

Благодаря чрезвычайно яркому свечению, ученые могут наблюдать квазары, находящиеся даже на самых окраинах Вселенной. Световые волны отсюда приходят на Землю с задержкой в многие миллиарды лет, а потому, наблюдая за этими объектами, можно видеть, как они выглядели на ранних стадиях своей эволюции.

Несмотря на это, астрономы долгое время не могли выявить существенных различий между такими молодыми квазарами и более старыми, находящимися ближе к Земле, а потому ранние стадии их эволюции оставались загадкой.

Группа астрономов под руководством Вастергаард в своей статье описала два квазара, сформировавшихся спустя всего 800 миллионов лет после Большого взрыва, не имеющих в спектре своего свечения волн, испускаемых разогретой межзвездной пылью. Кроме того, черные дыры в этих двух квазарах имеют меньшую массу, чем в остальных.

Эти объекты были выявлены в ходе анализа данных, полученных космическим телескопом «Спитцер», изучающим Вселенную в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн.

Авторы исследования полагают, что эти два квазара, получившие номера SDSS J000552.34-000655.8 и SDSS J030331.40-001912.9, отличаются от всех остальных подобных объектов потому, что представляют собой квазары на ранней стадии развития, в которых достаточное количество межзвездной пыли, основным источником которой являются звезды возрастом от 500 миллионов лет и старше, еще не накопилось.

Тем не менее, параметры этих объектов указывают на то, что рост черных дыр в них идет с большой скоростью, а потому в этих галактиках должны существовать альтернативные источники материи и пыли, питающей рост черных дыр. Теперь ученым предстоит прояснить, что это за источники, и выяснить, как выглядела Вселенная на ранних этапах своего развития и как формировались первые галактики.