Обнаруженный пылевой красный объект образовался всего через 750 миллионов лет после Большого взрыва. Объект находится в 13 миллиардах световых лет от Земли и может быть самым ранним известным предком сверхмассивной чёрной дыры.
Древний объект обладает характеристиками, которые находятся между пыльными, звездообразующими галактиками и ярко светящимися чёрными дырами, известными как квазары, согласно авторам нового исследования, рождённый всего через 750 миллионов лет после Большого взрыва, в эпоху, называемую «космическим рассветом», этот объект, по-видимому, является первым прямым свидетельством того, что ранняя галактика вплетала звёздную пыль в основу сверхмассивной чёрной дыры.
Подобные объекты, известные как переходные красные квазары, теоретически, существовали в ранней Вселенной, но их никогда не наблюдали — до сих пор.
«Обнаруженный объект соединяет две редкие группы небесных объектов, а именно пылевые звездообразования и светящиеся квазары тем самым обеспечивая новый путь к пониманию быстрого роста сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной», — заявил ведущий автор исследования Сэйдзи Фудзимото, научный сотрудник Института Нильса Бора в Копенгагенском университете.
Квазары это чрезвычайно яркие объекты, питаемые сверхмассивными чёрными дырами в центрах галактик. Обладая массой от миллионов до десятков миллиардов масс Солнца, эти чудовищные чёрные дыры засасывают всё вокруг себя с невероятной скоростью. Газ, проникающий в эти чёрные дыры, нагревается из-за трения, создавая яркое свечение, сравнимое со звёздным светом.
Фото: fandom.com
Предыдущие исследования показали, что квазары существовали в течение первых 700 миллионов лет существования Вселенной, однако неясно, как именно эти сверхмассивные объекты образовались так быстро после Большого взрыва. Моделирование предполагает, что в пыльных, звёздных галактиках существовала какая-то быстрорастущая переходная фаза.
«Теоретики предсказали, что эти чёрные дыры проходят раннюю фазу быстрого роста: покрасневший от пыли компактный объект появляется из сильно скрытой пылью галактики со вспышкой звездообразования», — сказал соавтор исследования Габриэль Браммер, доцент Института Нильса Бора.
В своей новой статье исследователи утверждают, что обнаружили один из этих редких переходных объектов — официально названный GNz7q — во время изучения древней галактики со звездообразованием с помощью космического телескопа Хаббла.
Команда обнаружила раннюю галактику в разгар звёздного бэби-бума, когда галактика, по-видимому, производила новые звёзды в 1600 раз быстрее, чем Млечный Путь сегодня. Все эти новорожденные звёзды производили огромное количество тепла, которое нагревало окружающий галактику газ и заставляло его ярко светиться в инфракрасном диапазоне. По словам исследователей, галактика стала настолько горячей, что её пыль сияет ярче, чем любой другой известный объект периода «космического рассвета».
Среди этой ярко светящейся пыли исследователи обнаружили единственную красную светящуюся точку — большой компактный объект, окрашенный огромным пылевым туманом вокруг него. По словам исследователей, светимость и цвет этой красной точки идеально соответствуют предсказанным характеристикам переходного красного квазара.
«Наблюдаемые свойства прекрасно согласуются с теоретическими симуляциями и предполагают, что GNz7q является первым примером переходной фазы быстрого роста чёрных дыр в пылевом ядре, предком более поздней сверхмассивной чёрной дыры», — сказал Браммер.
Команда, вероятно, не случайно наткнулась на этот объект и скорее всего, есть много других, подобных ему, которые только и ждут, чтобы их открыли телескопы, которые могут заглянуть ещё дальше, в самые ранние эпохи Вселенной. Исследователи считают, что космический телескоп Джеймс Уэбб, запущенный 25 декабря 2021 года, сможет охотиться за этими неуловимыми объектами с гораздо большей эффективностью, чем Хаббл, и прольёт немного больше света на пыльный «космический рассвет».