Астрономите са открили пръст от необичайни галактики в ранната Вселена, които са израснали стотици пъти по-бързо от съвременните си братовчеди, което обяснява мистерията на съществуването на гигантски черни дупки в ранните епохи след Големия взрив, според статия, публикувана в списанието Nature.
РИА Новости / Алина Полянина
„Търсихме съвсем различно нещо - опитвахме се да открием следи от образуване на звезди в онези галактики, където бяха открити тези черни дупки. Вместо това успяхме да намерим още четири обекта в непосредствена близост до тях, звездите се образуваха със светкавична скорост - няколкостотин слънчеви маси годишно “, казва Роберто Декарли от Института по астрономия в Хайделберг (Германия).
Смята се, че центровете на най-масивните галактики са дом на супермасивни черни дупки, чиято маса може да варира от милион до милиарди от тези на Слънцето. Причините за образуването на тези обекти все още не са напълно ясни. Първоначално учените смятали, че такива обекти са възникнали по същия начин като техните нормални „братовчеди“: в резултат на гравитационния срив на звездите и последващото сливане на няколко големи черни дупки.
Наблюденията на първите галактики във Вселената накараха астрофизиците да се съмняват в това - оказа се, че те са обитавани от черни дупки с маса от десетки милиарди слънца. Такива обекти, както показват изчисленията, просто нямаше да имат време да нараснат до такъв размер, ако се родиха малки. Затова някои учени започнаха да вярват, че свръхмасивните черни дупки се раждат при по-екзотични сценарии - в резултат на срива на гигантски облаци от „чист“атомен водород или поради струпвания на тъмна материя.
Ето как художникът си е представял раждането на черна дупка в ранната Вселена. Снимка: John Wise, Georgia Tech
Декари и колегите му намериха възможен отговор на този въпрос, като проучиха най-отдалечените галактики, където тези черни дупки бяха открити с помощта на радиотелескопа ALMA, построен на чилийското високопланинско плато Шахнатор. Този телескоп, обясняват авторите, може да проследи движенията дори на най-студените облаци газове, от които се образуват звезди, което позволява той да бъде използван за пряка оценка на честотата на образуване на звезди.
Галактиките, които Декали и неговите колеги се опитаха да изучат, са се образували преди около 13 милиарда години, само няколкостотин милиона години след Големия взрив. Огромното разстояние до тях и ярката светлина на квазарите значително усложняват опитите да се извърши преброяване на звездите в тях и да се оцени масата на „звездни строителни материали“, като се съсредоточи върху следи от въглерод в техния спектър.
Промоционално видео:
Поради тази причина астрономите не можаха да видят звездите, които се раждат в 25 галактики, които първоначално са наблюдавали, но те са успели да следят този процес в съседни „звездни метрополиси“, в които черните дупки не бяха толкова активни.
Както се оказа, звездите в тях се формират с невъобразимо висока скорост - всяка година в тях се раждат няколко звезди, чиято маса е няколкостотин пъти по-голяма от тази на Слънцето. Такива темпове на образуване на звезди и свързаният с тях приток на студена материя в галактики, както показват изчисленията на авторите на статията, би трябвало да са достатъчни, за да обяснят образуването на гигантски черни дупки с маса от милиарди слънца през първите милиарди години от живота на Вселената.