В центре крупных галактик находятся сверхмассивные черные дыры . Изучая эти объекты в близлежащих галактиках, ученые обнаружили, что массы черных дыр могут быть связаны с определенными свойствами этих галактик. Но верно ли это для более далеких галактик, которые мы видим такими, какими они были, когда Вселенная была моложе?
Связь черной дыры с галактиками
Наблюдаемую связь между массой черной дыры и свойствами галактики-хозяина нельзя сбрасывать со счетов! Это предполагает своеобразный эволюционный процесс как галактики, так и ее черной дыры, который может рассказать нам, как вообще формировались галактики.
Примечательными свойствами галактик, которые, по-видимому, связаны с массой черной дыры, являются дисперсия скоростей звезд — то, как звезды движутся по галактике, — и масса центральной выпуклости , масса звезд, плотно сгруппированных вблизи центра галактики. Оба эти свойства применимы к звездам, и наиболее важным способом, которым центральная черная дыра может влиять на звездообразование в своей галактике, является то, что она является активным галактическим ядром (АЯГ).который поглощает близлежащее вещество и выбрасывает большое количество энергии в космос. Когда черная дыра находится в этой бурной фазе, она может выталкивать звездообразующий материал из галактики и замедлять общее звездообразование. Но когда и как долго АЯГ воздействуют таким образом на их галактики?
Ответ заключается в том, чтобы посмотреть на далекие галактики, которые мы видим такими, какими они были, когда Вселенная была моложе. Активные галактики, по-видимому, не очень многочисленны в то время, когда Вселенной было 2 миллиарда лет, поэтому ученым нужно заглянуть еще дальше. Последнее исследование , проведенное Такумой Идзуми (Национальная астрономическая обсерватория Японии / Высший университет перспективных исследований, СОКЕНДАИ, Япония), изучает галактики того времени, когда Вселенной было меньше миллиона лет, и проверяет, существует ли связь между массой черная дыра и свойства родительской галактики все еще существуют.
Инфракрасная информация
Рассматриваемая галактика содержит квазар J1243+0100 , который был идентифицирован телескопом Субару . Квазары являются наиболее активным типом АЯГ, но J1243 + 0100 — один из наименее энергичных далеких квазаров, которые когда-либо наблюдались. Это означает, что она, возможно, уже достигла состояния, вызывающего наблюдаемую связь между массой черной дыры и свойствами галактики.
J1243+0100 была обнаружена во время оптических наблюдений, поэтому, чтобы узнать о ней больше, Изуми и его коллеги использовали наблюдения в дальнем инфракрасном диапазоне , сделанные Большой миллиметровой/субмиллиметровой решеткой Атакама (ALMA) . Наблюдения были чувствительны к широкому инфракрасному излучению от J1243 + 0100 и ее родительской галактики, а также к особой спектральной особенности, называемой [CII], которая связана с углеродом. Широкое инфракрасное излучение и [CII] могут рассказать нам о внутренних движениях родительской галактики J1243+0100 и о том, как быстро формируются звезды.
Изуми и его коллеги обнаружили, что галактика-хозяин J1243 + 0100, вероятно, имеет компактную центральную выпуклость, что ставит ее в ожидаемое соотношение с массой черной дыры. Скорость звездообразования предполагает, что галактика может стареть до такой степени, что мы наблюдаем более старые, более продвинутые галактики. Изуми и его коллеги также обнаружили признаки массивного влияния материи, питаемой J1243 + 0100, которая может препятствовать обширному звездообразованию.
Вывод состоит в том, что между массой центральной черной дыры и свойствами галактик она, вероятно, возникла очень рано во Вселенной. Конечно, в этом исследовании есть только один предмет, но ALMA будет проводить наблюдения в будущем.
