Астрономы обнаружили аномально массивную черную дыру в ранней Вселенной
Астрономы обнаружили второй по удаленности от Солнца квазар J1007+2115, который существовал во времена, когда возраст Вселенной составлял 700 миллионов лет. Квазар содержит аномально массивную черную дыру с массой 1,5 миллиарда масс Солнца, факт существования которой требует пересмотра существующих теорий формирования и роста сверхмассивных черных дыр. Препринт работы опубликован на портале arXiv.org.
Одной из важных проблем современной астрофизики считается объяснение природы сверхмассивных черных дыр, которые найдены в центральных областях многих галактик. Общепринятой теории формирования таких объектов пока нет, предполагается, что они могут быть результатом интенсивной аккреции вещества на черную дыру звездной массы или коллапса плотного звездного скопления или сверхмассивной звезды. Чтобы понять, что из себя представляли «зародыши» черных дыр в ранней Вселенной, и оценить скорость их роста, астрономы ищут очень далекие квазары, представляющие собой ядра активных галактик.
Группа астрономов во главе с Джиньи Янг (Jinyi Yang) из обсерватории Стюарда Аризонского университета сообщает об обнаружении второго по удаленности от Солнца квазара J1007+2115, получившего название Pōniuāʻena. В переводе с гавайского это означает «невиданный вращающийся источник творения, окруженный сиянием». Это открытие является результатом многолетних наблюдений по программе поиска далеких квазаров, в которой задействованы телескопы обсерваторий «Джемини», Кека, Межамериканской обсерватории Серро-Тололо, Магеллановы телескопы и система радиотелескопов ALMA, а также используются архивные данные наземных обзоров DECaLS, UHS, Pan-STARRS1 и космического телескопа WISE.
Анализ данных наблюдений показал, что значение красного смещения для J1007+2115, равное 7,515, соответствует возрасту Вселенной в 700 миллионов лет, что означает, что квазар существовал в эпоху Реионизации, когда образовывались первые галактики и звезды. Масса центральной черной дыры, оцененная по данным спектроскопических наблюдений, составляет (1,5±0,2)×109 масс Солнца. Она в два раза массивнее сверхмассивной черной дыры, найденной в самом далеком известном на сегодня квазаре J1342+0928.
Такая черная дыра плохо вписывается в существующие теории, так как требует аномально массивного «зародыша» с массой в десять тысяч масс Солнца, который должен был образоваться через сто миллионов лет после Большого взрыва. Подобный сценарий требует либо образование «зародыша» в результате прямого коллапса массивного объекта, либо очень быстрой скорости роста черной дыры за счет аккреции вещества. Таким образом, это открытие позволяет получить самое сильное ограничение на модели ранних этапов роста сверхмассивных черных дыр, которые нуждаются в пересмотре.
Ранее астрономы смогли определить квазар с самой большой светимостью из известных, который существовал во времена, когда возраст Вселенной составлял чуть больше миллиарда лет.
Александр Войтюк
Его возраст составляет 11–15 тысяч лет
Астрономы обнаружили новый галактический остаток сверхновой, который оказался одним из самых крупных и близких подобных объектов, известных на сегодняшний день. Возраст туманности оценивается в 11–15 тысяч лет. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org. Остатки сверхновых важны для астрофизики как объекты, позволяющие разобраться в механизмах вспышек сверхновых и эволюции массивных звезд и двойных систем, а также в химическом обогащении внутренней среды галактик. Однако в Млечном Пути известно на сегодня около трехсот остатков сверхновых, хотя по теоретическим оценкам их может быть почти на порядок больше. Это связывается с тем, что некоторые туманности очень маленькие или очень тусклые, либо находятся в областях, где их можно спутать с другими типами туманностей. Группа астрономов во главе с Мирославом Филиповичем (Miroslav D. Filipović) из Университета Западного Сиднея сообщила о случайном открытии нового галактического остатка сверхновой G288.8—6.3. Оно было сделано в рамках обзора неба EMU (Evolutionary Map of the Universe), проводимого при помощи наземного радиотелескопа ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder). Ученые также использовали в работе данные других обзоров неба, проводимых на наземных и космических телескопах, таких как CHIPASS, HI4PI и eRASS. G288.8—6.3 расположен в 4200 световых годах от Солнца и примерно в 456 световых годах от плоскости галактики, что позволяет предположить, что остаток попадает в тонкий диск. Туманность характеризуется несколько меньшей поверхностной яркостью, чем большинство известных остатков сверхновых в Млечном Пути и Магеллановых Облаках, а ее собственный размер оценивается в 130 световых лет. Возраст туманности оценивается в 11–15 тысяч лет, она находится либо на поздней стадии адиабатического расширения, либо на стадии высвечивания энергии и охлаждения, расширяясь в межзвездной среде со средней плотностью вещества. Не было найдено явных свидетельств наличия в остатке пульсара или связанного с ним плериона, напряженность магнитного поля в туманности составляет от 7,7 до 41,7 микрогаусс. Ранее мы рассказывали о том, как ученые нашли сотовую структуру внутри Крабовидной туманности.