Астрономы с помощью космического телескопа James Webb Space Telescope (JWST) заглянули на 10 миллиардов лет назад и обнаружили неожиданный феномен: сверхмассивные черные дыры в центрах галактик переживали период экстремально быстрого роста. Это происходило в эпоху, которую ученые называют «космическим полднем» — ключевой этап эволюции Вселенной.
«Мы хотим понять, как формировались звезды в этих галактиках, с какой скоростью и, главное, как росли черные дыры в их ядрах», — говорит ведущий исследователь проекта Эллисон Киркпатрик из Университета Канзаса.
Что такое «космический полдень»?
Это период, наступивший через 2–3 миллиарда лет после Большого взрыва, когда галактики, подобные Млечному Пути, переживали бурное звездообразование. Половина всех звезд в современных галактиках, вероятно, родилась именно тогда. Однако из-за плотных облаков пыли, поглощающих видимый свет, детально изучить этот этап было почти невозможно — до появления JWST.
Как JWST пробился сквозь пыль
Инфракрасные камеры телескопа позволили заглянуть внутрь этих галактик. В рамках проекта MIRI EGS Galaxy and AGN (MEGA) ученые исследовали область Extended Groth Strip в созвездии Большой Медведицы, где сосредоточено около 10 000 галактик. Несмотря на скромный размер (примерно с диаметр Луны), этот участок стал одним из ключевых для изучения ранней Вселенной.
Активные ядра галактик и их секреты
Черные дыры сами по себе не излучают свет, но материя, падающая в них, разогревается до миллионов градусов, создавая яркие области — активные галактические ядра (AGN). Данные JWST показали, что некоторые из этих AGN могли быть предками современных галактик, включая Млечный Путь.
- Скорость поглощения материи черными дырами в 5–10 раз выше, чем предполагали модели.
- Каждая третья галактика в выборке демонстрирует признаки слияний, что ускоряет рост черных дыр.
- Пыль скрывает до 70% излучения AGN, что раньше искажало оценки их активности.
Как обрабатывают данные JWST
Команда потратила месяцы на калибровку изображений. «Например, в каждом кадре есть царапина и «мертвые» пиксели, — объясняет исследователь Брен Бакхаус. — Сначала мы учим программу игнорировать их, затем анализируем свет в разных фильтрах».
- Сбор сырых данных (67 часов наблюдений JWST).
- Коррекция артефактов и шумов.
- Создание каталога яркости объектов.
Как обычные люди могут помочь науке
Пока данные остаются закрытыми для научного сообщества, но любой желающий может присоединиться к проекту Cosmic Collisions на платформе Zooniverse и участвовать в классификации галактик.
Исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal, меняет представление о том, как черные дыры и галактики влияли друг на друга в молодой Вселенной. JWST продолжает раскрывать тайны «космического полдня», и главные открытия еще впереди.