Ученые открыли самый яркий объект в юной Вселенной

Астрономы получили первые фотографии аномально яркой черной дыры PSO J352-15, удаленной от нас на 13 миллиардов световых лет и существовавшей в первые дни жизни Вселенной. Ее снимки и выводы ученых были представлены в Astrophysical Journal.

"Мы видим этот объект в том состоянии, в котором он находился в то время, когда Вселенная прожила меньше, чем миллиард лет. Этот квазар жил в конце той эпохи ее эволюции, когда первые звезды и галактики делали Вселенную прозрачной, ионизируя водород в межзвездной среде. Наблюдения за PSO J352-15 помогут нам понять, как много его оставалось в то время", — заявил Крис Карилли (Chris Carilli) из Национальной радиоастрономической обсерватории в Сокорро (США).

Считается, что в центре большинства массивных галактик обитают сверхмассивные черные дыры, чья масса может составлять от миллиона до миллиардов масс Солнца. Причины образования этих объектов пока не совсем ясны. Изначально ученые считали, что подобные объекты возникали таким же путем, как их нормальные "кузины" – в результате гравитационного коллапса звезд и последующего слияния нескольких крупных черных дыр.

Наблюдения за первыми галактиками Вселенной заставили астрофизиков усомниться в этом. Оказалось, что в них обитают черные дыры с массой в десятки миллиардов Солнц. Подобные объекты, как показывают расчеты, просто не успели бы вырасти до таких размеров, если бы они родились маленькими.

Поэтому некоторые ученые начали считать, что сверхмассивные черные дыры рождаются по более экзотическим сценариям. Они могут возникать в результате коллапса гигантских облаков из "чистого" атомарного водорода или благодаря сгусткам темной материи, а также экзотическим "темным" звездам, чья масса может быть в сотни раз выше, чем у обычных светил.

По этой причине, как отмечают Карилли и его коллеги, десятки астрономов по всему миру сегодня ищут достаточно яркие и большие черные дыры в ранней Вселенной, пытаясь использовать их свет в качестве своеобразных "лампад", которые бы подсвечивали темный космос рядом с ними. Вырабатываемое ими радиоизлучение и свет могут "выдать" те источники массы, которые питают эти объекты и заставляют их расти быстрее, чем предсказывает теория.

Карилли и его команда нашли первую подобную "лампаду", наблюдая за ночным небом южного полушария Земли при помощи сети телескопов VLBI, объединяющую в себе ресурсы нескольких мощнейших радиотарелок мира.

В созвездии Водолея они заметили яркую точку, расположенную, как показал анализ ее спектра, на чрезвычайно далеком расстоянии от Земли – примерно 13 миллиардов световых лет. Она получила имя P352-15.

Проанализировав ее структуру, ученые пришли к выводу, что имеют дело с мощнейшим квазаром – гигантской черной дырой в центре далекой галактики, непрерывно выбрасывающей пучки раскаленной материи с околосветовой скоростью.

Следы этих выбросов, как обнаружили астрономы впоследствии, можно заметить в виде двух других ярких точек, расположенных на небольшом расстоянии от центра P352-15, примерно пять тысяч световых лет. Они порождены так называемыми джетами – узкими и очень горячими пучками плазмы, которые "выплевывает" черная дыра.

Большое расстояние между P352-15 и Землей пока не позволяет определить ее массу и размеры связанной с ней галактики, однако уже сейчас, как отмечают ученые, можно говорить, что она является самым ярким источником радиоволн в юной Вселенной, мощность которого в десятки раз выше, чем у всех остальных объектов, известных астрономам.

Дальнейшие наблюдения за ней, как надеются ученые, помогут раскрыть точную форму ее джетов и понять, как эта черная дыра взаимодействует с окружающей материей, и из чего состоит ее галактика и окружающие ее запасы межгалактического газа.