Астрономи, що використовують радіотелескоп Національного наукового фонду (дуже великий масив) (VLA) для дослідження найвіддаленішого відомого квазару, знайшли вражаючу підказку, яка може відповісти на давнє космічне запитання курячих яєць: що було першим, надмасивними чорними дірами або гігантськими галактиками?
Протягом багатьох років астрономи відзначали прямий взаємозв'язок між масою центральної, надмасивної чорної діри галактики та загальною масою «вибуху» зірок у її ядрі. Чим масивніша чорна діра, тим масивніше опуклість. Вчені широко роздумували над тим, чи сформувалася спочатку чорна діра чи зоряна опуклість. Останнім часом деякі теорії припускають, що обидві можуть формуватися одночасно.
Однак нові спостереження VLA за квазаром та його галактикою-хазяїном, що їх було, коли Всесвіту було менше мільярда років, свідчать про те, що у молодої галактики є надмасивна чорна діра, але немає масивного вибуху зірок.
«Ми знайшли велику кількість газу в цій молодій галактиці, і, коли ми додамо масу цього газу до маси чорної діри, вони становлять майже загальну масу всієї системи. З динаміки галактики випливає, що для складання розміру зоряного опуклості, передбаченого сучасними моделями, не залишилося багато маси ", - сказав Кріс Каріллі з Національної обсерваторії радіоастрономії (NRAO) в Сокорро, штат Нью-Мексико.
Вчені вивчали квазар, який отримав назву J1148 + 5251, який, понад 12,8 мільярда світлових років, є найбільш віддаленим досі знайденим квазаром. Виявлена в 2003 році в Sloan Digital Sky Survey, J1148 + 5251 - молода галактика з яскравим квазарним ядром, як це було, коли Всесвіту було лише 870 мільйонів років. Всесвіту зараз 13,7 мільярдів років.
Націлюючись на VLA на J1148 + 4241 протягом приблизно 60 годин, дослідники змогли визначити кількість молекулярного газу в системі. Крім того, вони змогли виміряти рухи цього газу і, таким чином, оцінити загальну масу галактичної системи. У попередніх дослідженнях системи було підраховано, що чорна діра була в 1 - 5 мільярдів разів більша від маси нашого Сонця.
Нові спостереження VLA показують, що в системі існує близько 10 мільярдів сонячних мас молекулярного газу, а загальна маса системи - 40-50 мільярдів сонячних мас. Таким чином, газ і чорна діра складають 11-15 мільярдів сонячних мас із цієї сукупності.
“Прийняте співвідношення вказує на те, що чорна діра цієї маси повинна бути оточена зоряним випинанням у кілька трильйонів сонячних мас. Наше динамічне вимірювання показує, що залишилось не так багато маси, за винятком чорної діри та газу, щоб утворити зоряну опуклість. Це дає свідчення того, що чорна діра утворюється до зоряного випинання », - сказав Фабіан Уолтер з Інституту радіоастрономії Макса Планка в Гейдельберзі, Німеччина, який був докторантом Янського в НАТО в Сокорро, коли були зроблені спостереження.
"Один з прикладів, безумовно, не відповідає цьому, але в цьому об'єкті ми, мабуть, маємо приклад чорної діри без великої зоряної опуклості. Тепер нам потрібно детально вивчити більше таких об'єктів у далекому, ранньому Всесвіті », - сказав Каріллі. "Завдяки значно покращеній чутливості розширеного VLA та великого міліметрового масиву Atacama (ALMA), який вийде на лінійку через кілька років, у нас з'являться інструменти, необхідні для вирішення цього питання остаточно", - додала Каріллі.
"Такі дослідження є ключем до розуміння того, як вперше утворилися галактики", - сказав Уолтер.
Вальтер і Каріллі працювали з Франком Бертольді та Карлом Ментеном з Інституту Макса Планка в Бонні; П’єр Кокс з Інституту космічної астрофізики університету Париж-Південь; Фред К.Й. Ло НРАО в Шарлоттсвіллі, штат Вашингтон; Xiahui Fan з обсерваторії Стюарда університету Арізони; та Майкл Стросс з Принстонського університету, щодо проекту. Результати їх досліджень публікуються в «Листах астрофізичного журналу».
Національна обсерваторія радіоастрономії - це центр Національного наукового фонду, який працює за угодою про співпрацю асоційованих університетів, Inc.
Оригінальне джерело: NRAO News Release
