В созвездии Девы нашли рекордно яркую древнюю галактику со «спящей» черной дырой

Астрономы открыли в созвездии Девы древнюю галактику BOSS-EUVLG1, сверхмассивная черная дыра в которой «спит», но сама галактика при этом рекордно ярко излучает в ультрафиолетовом диапазоне. Статью с результатами исследования принял к публикации научный журнал Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.

«Новые звезды в этой галактике формируются с огромной скоростью. Это происходит там в тысячу раз быстрее, чем в Млечном Пути, несмотря на тридцатикратную разницу в размерах. Это сопоставимо с тем, как быстро звезды вспыхивают в самых ярких инфракрасных галактиках. Однако в случае с BOSS-EUVLG1 мы увидели и их ультрафиолетовое свечение, так как в ней пока почти полностью нет пыли», – рассказал один из авторов работы, сотрудник Канарского института астрофизики Исмаэль Перес-Фоурнон.

Ученые считают, что в центре предположительно всех галактик мироздания находится одна или даже несколько сверхмассивных черных дыр. Многие объекты такого рода – ученые называют их квазарами – в некоторых близлежащих галактиках постоянно притягивают и поглощают материю, выбрасывая часть ее в виде джетов – очень горячих, узких и ярких выбросов материи. Квазары – самые яркие источники рентгеновского, ультрафиолетового и других форм излучения высокой энергии.

С другой стороны, есть множество других галактик, в том числе и Млечный Путь, сверхмассивная черная дыра в которых находится в своеобразной «спячке» и не проявляет серьезных признаков активности. Поэтому подобные галактики, если они расположены на очень большом расстоянии от Земли, остаются незаметными практически для всех телескопов, кроме радиоволновых и рентгеновских обсерваторий.

Перес-Фоурнон и его коллеги открыли исключение из этого правила, изучая древние галактики в рамках проекта BOSS-EUVLG. Цель этого проекта – исследование самых ярких объектов, которые существовали в первые эпохи существования Вселенной и вырабатывали много ультрафиолетового излучения.

Астрономы надеются, что «перепись» и анализ свойств подобных галактик поможет им понять, как была распределена материя по мирозданию в первые эпохи после Большого взрыва. Это крайне важно для того, чтобы оценить, как быстро расширялась Вселенная в первые эпохи существования, и узнать природу темной материи и темной энергии.

Галактическая эволюция

В общей сложности астрономы нашли семь десятков галактик, которые вырабатывали много ультрафиолетового и других форм излучения высокой энергии, существовали в первые 1,5 – 2,5 млрд лет после Большого взрыва. Свет от них идет до Земли от 10 до 12 млрд лет. Изначально Перес-Фоурнон и его коллеги считали, что в центре каждой из них существуют активные и яркие квазары.

Когда астрономы начали детально изучать их с помощью оптического телескопа GTC, установленного на Канарских островах, то с удивлением обнаружили, что в одном из этих объектов, получившем имя BOSS-EUVLG1, активной сверхмассивной черной дыры нет.

В частности, в спектре этой галактики, по словам исследователей, нет намеков на существование даже незаметных выбросов квазара. При этом он устроен таким образом, что все ультрафиолетовое излучение галактики порождается активностью молодых и крупных звезд, которые состоят из почти чистого водорода и гелия.

Расчеты ученых показывают, что для того, чтобы поддерживать подобный уровень светимости, в этой галактике каждый год должно формироваться множество новых звезд, совокупная масса которых больше солнечной как минимум в тысячу раз. Это делает BOSS-EUVLG1 одной из самых быстрорастущих и активных галактик ранней Вселенной.

По мнению Переса-Фоурнона и его коллег, этот объект – первая стадия формирования крупных галактик, которые обычно скрыты от нас плотным коконом из пыли и газа и поэтому заметны только для микроволновых и инфракрасных телескопов.

Исследователи считают, что эта фаза в их существовании длится по космическим меркам относительно недолго: несколько миллионов лет. За это время процесс из-за формирования и гибели огромного множества крупных звезд возникают большие количества пыли, которые постепенно скрывают подобные галактики от оптических телескопов. Это объясняет то, почему астрономы раньше не находили аналогов BOSS-EUVLG1.