«Уэбб» обнаружил самую далекую сверхмассивную черную дыру

This image was stitched together from multiple images captured by the NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope in near-infrared light. To the right of centre is a clump of bright white spiral galaxies that seem to be twisting into one another. Threaded throughout the scene are light pink spirals that look like pinwheels twirling in the wind. The bright foreground stars, set off in blue, announce themselves with Webb’s prominent eight-pointed diffraction spikes. In the bottom row, find the square second from far right. At its right edge, a misshapen blue galaxy is outfitted in blue-and-pink sparkling star clusters. There is so much detail to explore in this panoramic vista, known as the Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) Survey. The galaxies that first caught the eyes of the researchers are those that haven’t appeared in any other images – Webb was the first to reveal their presence. To find them, seek the tiniest, reddest dots speckled throughout this survey. The light from some of them has travelled for over 13 billion years to reach the telescope. The team followed up to obtain spectra with Webb, which led to the discovery of the most distant active supermassive black hole currently known, along with two more extremely distant active supermassive black holes that existed when the Universe was only 1 billion years old. The additional studies also confirmed that eleven galaxies existed when the universe was only 470 to 675 million years old. Webb spent under an hour capturing each image in this field. Combined, they show off about 100,000 galaxies. The CEERS Survey has already proven to researchers that Webb will help us learn an incredible amount about the early Universe. [Image description: Thousands of galaxies appear in this view, which is set against the black background of space. There are many overlapping objects at various distances. They include large, blue foreground stars, some with eight diffraction spikes, and white and pink spiral an Александр Шереметьев

Сверхмассивная черная дыра с массой в 9 млн раз больше солнечной существовала примерно через 570 млн лет после Большого взрыва.

Международная группа астрофизиков представила первые результаты проекта «Научное исследование космической эволюции» (CEERS) — анализа ранней Вселенной на основе снимков, полученных с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб». Исследователи обнаружили самую раннюю известную сверхмассивную черную дыру и 11 галактик, которые существовали, когда Вселенной было от 470 до 675 млн лет.

Сверхмассивная черная дыра находится в центре небольшой галактики CEERS 1019. По оценке, возраст Вселенной на момент наблюдения составлял около 570 млн лет. Эта черная дыра отличается от других известных объектов ранней Вселенной относительно маленькой массой: около 9 млн солнечных масс. Другие известные сверхмассивные черные дыры ранней Вселенной превосходят нашу звезду в миллиарды раз.

Спектр излучения от черной дыры, существовавшей через 578 лет после Большого взрыва. Изображение: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI), S. Finkelstein (UT Austin), R. Larson (UT Austin), P. Arrabal Haro (NSF’s NOIRLab)

Космологические теории предсказывали существование в ранней Вселенной сверхмассивных черных дыр, которые сопоставимы с той, что расположена в центре Млечного Пути (4,6 млн солнечных масс). Но до сих пор их не удавалось наблюдать. Снимки, сделанные «Уэббом», переполнены информацией, отмечают исследователи.

Исследователи проанализировали спектральные данные и разделили излучение, которое исходит от галактики и от сверхмассивной черной дыры в ее центре. Анализ показал, что визуально галактика CEERS 1019 напоминает три ярких сгустка, а не один цельный диск. Возможно, слияние нескольких ранних галактик подтолкнуло рост черной дыры и стимулировало звездообразование в этой далекой галактике.

Распределение сверхмассивных черных дыра по массе и возрасту Вселенной: большинство объектов, открытых другими телескопами гораздо массивнее. Изображение: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI), Steve Finkelstein (UT Austin)

Другим результатом обзора CEERS стало открытие еще двух сверхмассивных черных дыр, расположенных немного ближе к Земле. Первая расположена в галактике CEERS 2782 и существовала через 1,1 млрд лет после Большого взрыва, вторая — в CEERS 746 через 1 млрд лет. Подобно CEERS 1019 обе эти черные дыры существенно легче ранее идентифицированных структур того времени.

Спектральный анализ двух сверхмассивных черных дыр, существовавших примерно через 1 млрд лет после Большого взрыва. Изображение: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI), S. Finkelstein (UT Austin), R. Larson (UT Austin), P. Arrabal Haro (NSF’s NOIRLab)

Исследователи полагают, что сверхмассивные черные дыры с относительно небольшой массой могли быть широко распространены на заре развития Вселенной, но возможности телескопов до сих пор просто не позволяли их наблюдать. Если это так, то CEERS 1019 недолго будет удерживать свой рекорд, и вскоре будут найдены еще более древние и далекие сверхмассивные черные дыры.

Читать далее:

Солнечное пятно размером с 10 планет выбросило мощнейшую вспышку класса Х

В «сердце» Млечного Пути нашли медленно вращающиеся древние звезды

Время в ранней Вселенной текло в пять раз медленнее, показывает анализ квазаров

На обложке: панорамное изображение, составленное из нескольких снимков обзора CEERS. Изображение: NASA, ESA, CSA, S. Finkelstein (UT Austin), M. Bagley (UT Austin), R. Larson (UT Austin), A. Pagan (STScI)