ALMA обнаружила самую раннюю сильную бурю в космосе

Исследователи, использующие Большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку Атакамы (ALMA), обнаружили сильный галактический ветер, вызванный сверхмассивной черной дырой 13,1 миллиарда лет назад. Это самый ранний из наблюдаемых на сегодняшний день пример такого ветра и явный признак того, что огромные черные дыры оказывают сильное влияние на рост галактик с самого раннего периода истории Вселенной, сообщается на официальной странице ALMA. Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal.

В центре многих больших галактик скрывается сверхмассивная черная дыра, которая в миллионы или миллиарды раз тяжелее Солнца. Интересно, что масса черной дыры примерно пропорциональна массе центральной области (выпуклости) галактики в соседней Вселенной (в прошлом году ученые сообщили о том, что обнаружили возможную соседнюю Вселенную). Основываясь на этой пропорциональной зависимости между массами двух очень разных по размеру объектов, астрономы полагают, что галактики и черные дыры росли и развивались вместе (коэволюция) в результате какого-то физического взаимодействия.

Галактический ветер может обеспечить такое физическое взаимодействие между черными дырами и галактиками. Сверхмассивная черная дыра поглощает большое количество вещества. Когда эта материя начинает двигаться с высокой скоростью из-за гравитации черной дыры, она излучает интенсивную энергию, которая может выталкивать окружающую материю наружу. Так создается галактический ветер.

Вопрос в том, когда во Вселенной впервые «задули» такие ветра? Это важный вопрос, потому что он связан с важной проблемой астрономии: как галактики и сверхмассивные черные дыры эволюционировали вместе?

Исследовательская группа впервые использовала телескоп Subaru NAOJ для поиска сверхмассивных черных дыр. Благодаря возможности наблюдения в широком поле, они обнаружили более 100 галактик со сверхмассивными черными дырами в молодой Вселенной – они существовали более 13 миллиардов лет назад.

Затем исследовательская группа использовала высокую чувствительность ALMA для исследования движения газа в родительских галактиках черных дыр. ALMA наблюдала галактику HSC J124353.93 + 010038.5 (коротко – J1243 + 0100) и зафиксировала радиоволны, излучаемые пылью и ионами углерода в галактике.

Детальный анализ данных ALMA показал, что в J1243 + 0100 есть высокоскоростной поток газа, движущийся со скоростью 500 километров в секунду. У этого газового потока достаточно энергии, чтобы оттолкнуть звездное вещество в галактике и остановить активность звездообразования. Газовый поток, обнаруженный в этом исследовании, действительно является галактическим ветром, и это самый старый наблюдаемый пример галактики с огромным ветром галактических размеров. Предыдущим рекордсменом была галактика около 13 миллиардов лет назад; так что это наблюдение отодвигает начало образования галактических ветров еще на 100 миллионов лет назад.

[Иллюстрация: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)]