eso2016ru — Научный релиз

Телескоп ESO нашел галактики, попавшие в паутину сверхмассивной черной дыры

1 октября 2020 г.

При помощи Очень Большого телескопа ESO (VLT) астрономы нашли в ранней Вселенной, спустя менее одного миллиарда лет после Большого взрыва, шесть галактик, окружающих сверхмассивную черную дыру. Впервые такая тесная группа галактик наблюдается в столь раннюю эпоху. Эта находка позволяет лучше понять, каким образом сверхмассивные черные дыры, такие, как та, что лежит в центре нашей Галактики Млечного Пути, смогли образоваться и достичь таких огромных размеров за короткое время. По-видимому, черные дыры могут быстро расти внутри крупномасштабных паутинообразных структур за счет содержащегося в них большого количества газа.

Эта работа была в основном вызвана желанием понять природу, возможно, самых загадочных астрономических объектовсверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Это поистине экстремальные системы и на сегодня у нас нет хорошего объяснения их существования, -- сказал астроном Марко Миньоли (Marco Mignoli), сотрудник Национального института астрофизики Италии (INAF) из Болоньи, основной автор нового исследования, которое сегодня публикуется в журнале Astronomy & Astrophysics Letters.  

Новые наблюдения с телескопом ESO VLT выявили несколько галактик, окружающих сверхмассивную черную дыру. Все они лежат внутри космической газовой «паутины», простирающейся на расстояние, более, чем в 300 раз превышающее размеры Млечного Пути.Эти газовые волокна действительно напоминают паутину, -- объясняет Миньоли. – В точках пересечения волокон локализуются и растут галактики. А вдоль волокон могут течь потоки газа, которые питают как звездообразование в галактиках, так и центральную сверхмассивную черную дыру.

Свет от огромной паутинообразной структуры, в центре которой находится черная дыра с массой в миллиард солнечных масс, дошел до нас из эпохи, когда Вселенной было всего 0.9 миллиарда лет. “Наша работа добавляет важный фрагмент в незавершенный пазл, который представляет собой теория образования и роста этих экстремальных, но относительно многочисленных объектов, так недалеко отстоящих по времени от Большого взрыва, -- говорит о сверхмассивных черных дырах соавтор работы Роберто Джилли (Roberto Gilli), еще один астроном INAF из Болоньи. 

Чтобы достичь массы порядка миллиарда Солнц за первые 0.9 миллиарда лет жизни Вселенной, первичные черные дыры, сформировавшиеся, как полагают, в результате коллапса первых звезд, должны были расти с очень большой скоростью. Астрономам было очень трудно объяснить, откуда могло взяться столько пищи для черных дыр, позволившей этим объектам за короткое время достичь таких больших размеров. Найденная структура дает на этот вопрос правдоподобное объяснение: “паутинаи галактики внутри нее содержат достаточно газа, чтобы обеспечить превращение центральной черной дыры в сверхмассивного гиганта.

Но как же могла появиться сама эта «паутина» и другие образования такого типа? Астрономы считают, что ключ к этой загадке дают гигантские гало таинственной темной материи. По всей видимости, на ранней стадии существования Вселенной огромные области невидимого вещества притягивают большие массы газа. Вместе с темной материей этот газ формирует паутинообразные структуры, внутри которых могут эволюционировать галактики и черные дыры.

Наша находка является аргументом в пользу мнения, что самые далекие и массивные черные дыры образуются и растут внутри массивных гало темной материи в крупномасштабных структурах, и что отсутствие случаев регистрации таких структур, скорее всего, было результатом ограниченных наблюдательных возможностей, -- говорит Колин Норман (Colin Norman) из университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, США, еще один соавтор работы.

Зарегистрированные галактики – одни из самых слабых объектов, которые могут наблюдаться современными телескопами. Для их открытия потребовались многочасовые наблюдения с самыми крупными существующими оптическими телескопами, в том числе VLT ESO. Используя приемники MUSE и FORS2, смонтированные на телескопе VLT в обсерватории ESO Параналь в чилийской пустыне Атакама, исследователи подтвердили существование связи между четырьмя из шести галактик группы и черной дырой. “Мы считаем, что увидели только верхушку айсберга. Несколько открытых на сегодняшний день галактик вокруг сверхмассивной черной дыры – это лишь самые яркие из них, -- говорит соавтор работы Барбара Бальмаверде (Barbara Balmaverde), астроном INAF из Турина (Италия).

Полученные результаты вносят большой вклад в наше понимание процессов формирования и развития сверхмассивных черных дыр и крупномасштабных космических структур. Строящийся сейчас в Чили Чрезвычайно Большой телескоп ESO со своими мощными приемниками сможет продолжить эти исследования, наблюдая гораздо больше слабых галактик вокруг сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статьеWeb of the giant: Spectroscopic confirmation of a large-scale structure around the z = 6.31 quasar SDSS J1030+0524”, которая публикуется в журнале Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202039045).

Состав исследовательской группы: M. Mignoli (INAF, Bologna, Italy), R. Gilli (INAF, Bologna, Italy), R. Decarli (INAF, Bologna, Italy), E. Vanzella (INAF, Bologna, Italy), B. Balmaverde (INAF, Pino Torinese, Italy), N. Cappelluti (Department of Physics, University of Miami, Florida, USA), L. Cassarà (INAF, Milano, Italy), A. Comastri (INAF, Bologna, Italy), F. Cusano (INAF, Bologna, Italy), K. Iwasawa (ICCUB, Universitat de Barcelona & ICREA, Barcelona, Spain), S. Marchesi (INAF, Bologna, Italy), I. Prandoni (INAF, Istituto di Radioastronomia, Bologna, Italy), C. Vignali (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Italy & INAF, Bologna, Italy), F. Vito (Scuola Normale Superiore, Pisa, Italy), G. Zamorani (INAF, Bologna, Italy), M. Chiaberge (Space Telescope Science Institute, Maryland, USA), C. Norman (Space Telescope Science Institute & Johns Hopkins University, Maryland, USA).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, намного обгоняющая по продуктивности другие наземные астрономические обсерватории мира. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Ирландия, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO, и Австралия, являющаяся ее стратегическим партнером. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономии. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), способный работать в формате Очень Большого Телескопа-Интерферометра VLTI, и два крупнейших широкоугольных телескопа: VISTA, выполняющий обзоры неба в инфракрасных лучах, и обзорный телескоп оптического диапазона VLT (VLT Survey Telescope). Кроме того, на Паранале ESO на правах партнера предоставила место для установки Южной Решетки черенковских телескопов (Cherenkov Telescope Array South), крупнейшей в мире и рекордной по чувствительности гамма-обсерватории. ESO также является одним из основных партнеров по эксплуатации двух инструментов субмиллиметрового диапазона на плато Чахнантор: телескопа APEX и крупнейшего астрономического проекта современности ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство 39-метрового Чрезвычайно Большого Телескопа ELT, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Masennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +79112122130
Сотовый: +79112122130
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

Marco Mignoli
INAF Bologna
Bologna, Italy
Телефон: +39 051 6357 382
Email: marco.mignoli@inaf.it

Roberto Gilli
INAF Bologna
Bologna, Italy
Телефон: +39 051 6357 383
Email: roberto.gilli@inaf.it

Barbara Balmaverde
INAF Torino
Pino Torinese, Italy
Email: barbara.balmaverde@inaf.it

Colin Norman
Johns Hopkins University
Baltimore, USA
Email: norman@stsci.edu

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6670
Сотовый: +49 151 241 664 00
Email: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso2016.

О релизе

Релиз №:eso2016ru
Название:SDSS J103027.09+052455.0
Тип:Early Universe : Galaxy : Activity : AGN : Quasar
Early Universe : Galaxy : Component : Central Black Hole
Early Universe : Galaxy : Grouping : Multiple
Facility:Very Large Telescope
Instruments:FORS2, MUSE
Science data:2020A&A...642L...1M

Изображения

«Паутина» вокруг сверхмассивной черной дыры: взгляд художника
«Паутина» вокруг сверхмассивной черной дыры: взгляд художника
Положение сверхмассивной черной дыры в созвездии Секстанта
Положение сверхмассивной черной дыры в созвездии Секстанта
Широкоугольный снимок области неба, содержащей «паутину» вокруг сверхмассивной черной дыры
Широкоугольный снимок области неба, содержащей «паутину» вокруг сверхмассивной черной дыры

Видео

«Паутина» вокруг сверхмассивной черной дыры: анимация
«Паутина» вокруг сверхмассивной черной дыры: анимация
«Полет» к сверхмассивной черной дыре
«Полет» к сверхмассивной черной дыре

Также смотрите наши