Газовые гало помогли вырасти сверхмассивным черным дырам в ранней Вселенной

Астрономы, возможно, наконец разобрались в причинах активного роста сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Оказалось, что этому способствовали обширные газовые гало, позволявшие галактикам как поддерживать активное звездообразование, так и питать свои центральные черные дыры, сообщается на сайте Европейской южной обсерватории. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.

Случаи обнаружения сверхмассивных черных дыр в галактиках, которые существовали через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, представляют для астрономов серьезную проблему, так как плохо вписываются в предполагаемую картину образования и эволюции галактик. Светимость подобных объектов обусловлена ​​чрезмерной аккрецией газа на их центральные черные дыры, которые могли возникнуть при коллапсе массивных звезд и уже достигли масс более 109 масс Солнца, при значениях красного смещения z∼6. При этом их галактики-хозяева образуют сотни звезд в год, израсходовав при этом почти все запасы газа. Таким образом, перед учеными встала задача найти источник непрерывного пополнения свежего «топлива» для галактик, которыми могут быть потоки газа с температурой 104—105 кельвинов из межгалактической среды и/или из гало других галактик во время процесса слияния.

Композитное изображение одного из квазаров, изучавшихся в работе. На снимок газового гало (голубой цвет), полученного приемником MUSE, наложено изображение сливающихся галактик (оранжевый цвет), полученное системой радиотелескопов ALMA.

Группа астрономов во главе с Эмануэле Паоло Фарина (Emanuele Paolo Farina) из Института астрономии Общества Макса Планка опубликовала результаты обзора REQUIEM (Reionization Epoch QUasars InvEstigation with MUSE), в рамках которого при помощи приемника MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), установленного на телескопе VLT (Very Large Telescope) в Чили, велись наблюдения 31 квазара со значениями красного смещения z от 5,7 до 6,6, что соответствует эпохе реионизации, когда возраст Вселенной составлял менее одного миллиарда лет.

Ученые смогли обнаружить вокруг 12 квазаров из выборки обширные гало из холодного плотного водорода, которые простираются на 100 тысяч световых лет от квазара, содержат запасы газа с массами в миллиарды масс Солнца и демонстрируют разнообразные эмиссионные свойства и структуры. Эти гало оказались связаны с квазарами, что подтверждает предположение, что именно они могут быть поставщиками газа для активных ядер галактик и способствовать росту сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы подтвердили роль галактик в реионизации ранней Вселенной, увидели древнейшее слияние галактик и обнаружили самую далекую радиогалактику.