Первые сверхмассивные черные дыры "включили" свет во Вселенной: что обнаружили ученые

Астрономы обнаружили сверхмассивную черную дыру, создающую очень яркий квазар, которая, как и ей подобные, могла помочь "включить" свет в ранней Вселенной. Результаты исследования могут помочь объяснить, как космические темные века ранней Вселенной подошли к концу и как сверхмассивные черные дыры очень быстро выросли за относительно короткий промежуток времени более 13 млрд лет назад. Исследование опубликовано в Astrophysical Journal Letters, пишет Space.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Считается, что сверхмассивные черные дыры, имеющие массу в миллионы и даже миллиарды раз больше, чем у Солнца, возникли в результате серии слияний более мелких черных дыры и активного поглощения большого количества материи. Проблема в том, что текущие модели показывают, что для создания сверхмассивной черной дыры необходимо не менее 1 млрд лет. Но астрономы уже обнаружили такие гигантские черные дыры, которые существовали менее чем через миллиард лет после Большого взрыва и это большая загадка.

Ученые обнаружили новый яркий квазар, созданный сверхмассивной черной дырой, получивший название CFHQS J142952+54471 (J1429+5447). Он находится так далеко от нас, что свет квазара летел к Солнечной системе 13 млрд лет. То есть квазар существовал уже через 800 млн лет после Большого взрыва. При этом астрономы выяснили, что сверхмассивная черная дыра выпускает струю плазмы.

По оценкам ученых, масса сверхмассивной черной дыры составляет примерно 200 млн масс Солнца, и она существовала в период космической истории, известный как эпоха реионизации.

Период продолжительностью 1,1 млрд лет после Большого взрыва называется космическими темными веками. Примерно через 380 000 лет после рождения Вселенной электроны и протоны объединились и были созданы атомы. Исчезновение свободных электронов означало, что фотоны, то есть частицы света, могут свободно перемещаться по космосу на большие расстояния. То есть космос из непрозрачного для света, стал внезапно прозрачным.

В то же время по мере эволюции Вселенной в ней возникло больше нейтральных атомов водорода, которые начали поглощать свет. Это заставило Вселенную снова погрузиться во тьму и начались космические темные века. Считается, что эпоха реионизации продолжалась в период между 680 млн лет назад и 1,1 млрд лет назад. В это время высокоэнергетический свет начал отрывать электроны от ионов водорода, что позволило фотонам снова свободно перемещаться по космосу.

Считается, что ультрафиолетовый свет первых звезд начал процесс реионизации, но авторы нового исследования пришли к выводу, что в этом также были замешаны и сверхмассивные черные дыры с активным питанием.

Когда сверхмассивные черные дыры активно поглощают окружающую материю, то они создают чрезвычайно яркие квазары. Они светятся из-за сильного трения и нагрева газа в аккреционных дисках, окружающих черную дыру. В то же время черные дыры выбрасывают материю, которую они не поглотили, в виде струй.

Ученые пришли к выводу, что самые первые квазары в ранней Вселенной обеспечили энергией процесс реионизации нейтрального водорода.

Это исследование не только раскрывает секреты эпохи реионизации, но и может помочь выяснить, как сверхмассивные черные дыры стали такими огромными менее, чем через 1 млрд лет после рождения Вселенной.

Как уже писал Фокус, физики обнаружили новое необычное состояние материи. Ученые уже 20 лет пытались обнаружить странное квантовое состояние материи и наконец-то им удалось это сделать.

Также Фокус писал о том, что ученые предложили новую модель начального ускоренного расширения Вселенной, которая не предполагает наличия нового квантового поля.