Ранні чорні діри та гігантські зорі: James Webb розкрив секрети однієї з перших галактик у Всесвіті

Астрономи використовували телескоп James Webb (JWST), щоб вивчити одну з найбільш ранніх галактик у Всесвіті. Ми бачимо її такою, якою вона була всього через 430 млн років після Великого вибуху.

Галактика на краю Всесвіту

Йдеться про галактику GN-z11, знайдену телескопом Hubble 2015 року. Випущеному GN-z11 світлу знадобилося 13,4 млрд років, щоб досягти Землі. Але з урахуванням розширення Всесвіту реальна відстань до неї становить 32 млрд світлових років.

Галактика GN-z11. Джерело: NASA, ESA, P. Oesch (Yale University), G. Brammer (STScI), P. van Dokkum (Yale University), and G. Illingworth (University of California, Santa Cruz)

GN-z11 у 25 разів менша за нашу галактику за розмірами й у 100 разів за масою світил. Але спостережувана швидкість зореутворення в ній у 20 разів перевищує сучасну для Чумацького Шляху. Крім того, галактика вирізняється дуже великою яскравістю.

Найвіддаленіша чорна діра

Використовуючи JWST, астрономи знайшли пояснення аномальної яскравості GN-z11. У її центрі розташована надмасивна чорна діра, яка дуже активно поглинає речовину. На її існування вказує наявність надзвичайно щільних газових хмар, які часто трапляються в околицях чорних дір, і сліди іонізованих хімічних елементів. Крім того, дослідники виявили, що галактика викидає дуже потужний вітер. Такі високошвидкісні вітри зазвичай викликаються процесами, пов’язаними з активністю надмасивних чорних дір.

Галактика GN-z11 (на врізці) на знімку телескопа James Webb. Джерело: NASA, ESA, CSA, B. Robertson (UC Santa Cruz), B. Johnson (CfA), S. Tacchella (Cambridge), M. Rieke (University of Arizona), D. Eisenstein (CfA)

Фінальні докази надала камера NIRCam. Вона виявила протяжний компонент, що вказує на галактику-господаря, і центральне компактне джерело, кольори якого відповідають кольорам аккреційного диска навколо чорної діри. За оцінками астрономів, її маса у 2 млн разів перевищує сонячну. На сьогодні це найдальша активна чорна діра, відома астрономам.

Перші зорі у Всесвіті

Інша команда дослідників використовувала спектрограф ближнього інфрачервоного діапазону NIRSpec і виявила газоподібний згусток у гало GN-z11. За словами дослідників, їм не вдалося знайти в ньому нічого, крім гелію. Ця «чистота» відповідає уявленням про галактики тієї епохи. У їхніх гало мали зберегтися осередки незайманого газу, які могли руйнуватися й утворювати легендарні зорі покоління III.

Спектр хмари гелію, знайденої в галактиці GN-z11. Джерело: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

Зорі покоління III були першими світилами у Всесвіті. Вони були дуже масивними (існування таких зір зараз уже неможливе), дуже яскравими та дуже гарячими. У них не було хімічних елементів, важчих за гелій. Утворення перших світил ознаменувало собою фундаментальне зрушення в космічній історії, під час якого Всесвіт перетворився з темного і відносно простого середовища на високоструктуровану і складну систему, яку ми бачимо сьогодні.

Надалі астрономи планують продовжити вивчення GN-z11. Вони сподіваються знайти нові сліди, що вказують на існування в ній світил покоління III.

За матеріалами https://esawebb.org

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine

Новини інших медіа
Hubble зазнімкував галактику, щоб розкрити таємницю наднової-самозванки
Астронавт ESA з обмеженими можливостями зможе полетіти на МКС
Схожі на нас інопланетяни можуть зустрічатися в космосі достатньо часто
Космічні іммігранти: в зовнішній частині Сонячної системи може ховатися мільйон міжзоряних об’єктів
Небесна загроза: який вигляд має астероїд, який може зіткнутися з Землею у 2032 році
Чи є проблеми з розширенням Всесвіту: рідкісні вибухи можуть дати відповідь
Космічна валентинка: Blue Ghost передав знімки Місяця і привітання з Днем святого Валентина
Небезпечний астероїд 2024 YR4 може врізатися в Місяць замість Землі
Між Місяцем і Марсом: NASA пропонує Трампу компроміс
Менше бюрократії: Blue Origin звільнить кожного десятого співробітника