Астрономы впервые смогли найти компактную группу из шести галактик, окружающих квазар со сверхмассивной черной дырой. Эта система существовала во времена, когда возраст Вселенной составлял всего 900 миллионов лет, ее изучение поможет разобраться в проблеме образования и роста сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics Letters.
Факт существования сверхмассивных черных дыр с массами 108−1010 масс Солнца, находящихся в центрах квазаров при значениях красного смещения z>6, представляет собой серьезную проблему для внегалактической астрономии. Общепринятой теории образования подобных объектов нет, считается, что они могли сформироваться и набрать массу в массивных (более 1012 масс Солнца) гало темной материи в ранней Вселенной. При этом, высокие темпы аккреции, обеспечивающие быстрый рост черной дыры, могут поддерживаться как за счет частых слияний протогалактик, так и за счет потоков холодного газа, из которого они формируются. Предполагается, что такие крупномасштабные структуры, ядра которых, в конечном итоге, превратятся в массивные скопления галактик, существовали в ранней Вселенной, и могут выглядеть как области, окружающие квазар, с избыточной плотностью галактик, находящихся на расстоянии до десяти мегапарсек от него.
Группа астрономов во главе с Марко Миньоли (Marco Mignoli) из Национального института астрофизики Италии сообщает о первом наблюдательном подтверждении наличия крупномасштабной структуры вокруг квазара SDSS J1030+0524, для которого значение красного смещения z = 6,308. Квазар содержит активную черную дыру с массой 1,4 миллиарда масс Солнца, более ранние наблюдения за ним при помощи наземных и космических телескопов показали, что этот объект может считаться интересным кандидатом для поисков вокруг него других галактик. В рамках новой наблюдательной кампании, в которой были задействованы спектрографы, установленные на телескопах Кека, VLT (Very Large Telescope) и LBT (Large Binocular Telescope), астрономы провели спектроскопическое исследование SDSS J1030+0524 и ряда других кандидатов в крупномасштабные структуры.
В итоге ученые подтвердили наличие крупномасштабной структуры вокруг квазара SDSS J1030+0524, которая состоит по крайней мере из шести объектов: четырех LBG-галактик и двух LAE-галактик, а также газовых нитей. Сами галактики удалены от квазара не более чем на пять мегапарсек каждая. Это первый спектроскопически подтвержденный случай обнаружения сверхплотной группы галактик вокруг сверхмассивной черной дыры, существовавшей в первый миллиард лет жизни Вселенной. Открытие подтверждает идею о том, что самые далекие и массивные черные дыры образуются и растут в массивных гало темной материи в крупномасштабных структурах, ожидается, что создаваемый сейчас в Чили телескоп ELT сможет продолжить и расширить эти исследования.
Ранее мы рассказывали о том, как астрономы открыли в ранней Вселенной аномально массивную черную дыру, ультрамощный квазар и кольцеобразную галактику.
Александр Войтюк