В этой космической паутине обнаружено невероятное количество пирующих черных дыр

Новые изображения скопления галактик Spiderweb protocluster показывают необычно высокое количество активных сверхмассивных черных дыр.

Данные рентгеновской обсерватории "Чандра", собранные за 8 дней, показывают, что в объеме исследованного пространства 14 черных дыр в сердцах галактик, включая галактику "Паутина" в центре протокластера, голодно пожирают материал из окружающего их пространства.

Это намного выше, чем в других аналогичных объемах пространства, что позволяет предположить, что до четверти самых массивных галактик в детском кластере связаны активно растущими черными дырами.

Протокластер "Паутина", названный так из-за галактики "Паутина" в его центре, представляет собой растущее скопление галактик, свет которых преодолел 10,6 миллиардов световых лет, чтобы достичь нас. Оно относится к периоду космического времени, известному как "космический полдень" - короткому периоду примерно 2-3 миллиарда лет после Большого взрыва, когда галактики образовывали звезды с бешеной скоростью.

Сегодня, где бы оно ни находилось, скопление Паутина должно было превратиться в массивное, стабильное, гравитационно связанное скопление галактик.

Изучение таких скоплений, пока они еще находятся на ранних стадиях формирования, должно дать представление об эволюции крупномасштабной структуры Вселенной. Оно также может рассказать нам больше о процессах, влияющих на скорость звездообразования и активность сверхмассивных черных дыр (СМЧД) в членах скоплений галактик.

Но мы не знаем, как происходит эволюция скоплений галактик, поэтому трудно определить, какие группы являются настоящими протокластерами, а какие вряд ли изменятся. По этой причине ученые ищут необычные, интересные объекты, демонстрирующие активность, связанную с эволюцией, подтвержденную в нескольких диапазонах длин волн.

Наблюдения протокластера "Паутина" на "Чандре" были частью этого процесса. Когда SMBH активно аккрецирует материал, этот процесс вводит энергию, известную как "обратная связь", в окружающую галактику, что, в свою очередь, оказывает огромное влияние на звездообразование.

Группа ученых под руководством астрофизика Паоло Тоцци из Национального института астрофизики в Италии направила телескоп на кластер, чтобы найти характерное рентгеновское излучение от питающих сверхмассивных черных дыр.

Хотя сами черные дыры не излучают света, аккреция настолько энергична, что посылает во Вселенную высокоэнергетический свет. Именно это и обнаружила команда. В области пространства размером примерно 11,3 миллиона световых лет 14 галактик в протокластере излучали рентгеновские лучи, что говорит о том, что их SMBH активны.

Это намного выше, чем в других, аналогичных выборках космоса в ту же эпоху, с тем же диапазоном масс галактик. До 25 процентов самых массивных галактик в протокластере могут иметь активные сверхмассивные черные дыры, обнаружили исследователи. Это в пять - 20 раз больше, чем в других образцах.

Это может иметь интересные последствия для нашего понимания того, как растут скопления галактик и как они влияют на формирование и эволюцию галактик. Находка предполагает, что в среде протокластера Spiderweb есть что-то специфическое, что провоцирует активность сверхмассивных черных дыр.

Пока неясно, что это может быть за фактор. Возможно, гравитационное взаимодействие между галактиками перемещает материал, сметая его к галактическим центрам, где он может быть поглощен черными дырами.

Другая возможность, по словам исследователей, заключается в том, что в протокластере каким-то образом сохранилось большое количество холодного газа, который черным дырам было бы легче поглотить, чем горячий газ, который мы видим в близлежащих скоплениях галактик. А может быть, в дело вступает комбинация факторов.

По словам исследователей, пролить свет на эту загадку помогут данные приборов, способных видеть в различных диапазонах волн, в том числе космического телескопа Хаббла.

"Используя имеющийся многоволновой набор данных о поле Паутины, мы планируем продолжить изучение свойств членов рентгеновского протокластера, чтобы выяснить основной физический механизм, ответственный за возникновение рентгеновского излучения", - пишут они в своей статье.

Исследование было принято в журнал Astronomy & Astrophysics и доступно на сайте arXiv.