Сюрприз для астрономів: виявлено чорну діру і галактики, яких не повинно бути

Астрономи стали свідками злиття трьох масивних галактик, у центрі однієї з яких розміщена активна надмасивна чорна діра, що створює один із найяскравіших об'єктів у Всесвіті. Це відкриття допоможе астрономам краще зрозуміти еволюцію надмасивних чорних дір і галактик у перший мільярд років після Великого вибуху. Результати дослідження опубліковані в журналі Astronomy & Astrophysicals, пише Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Інфрачервоні прилади космічного телескопа Вебб виявили процес злиття великої галактики з менш масивними двома галактиками-супутниками. У центрі першої галактики розташоване активне ядро, де розташована активна надмасивна чорна діра, що створює квазар, який отримав назву PJ308-21.

На вчених очікував сюрприз

Астрономи з'ясували, що маса чорної діри у 2 млрд разів більша за масу Сонця. Виявилося, що і чорна діра, і галактики, які беруть участь у злитті, перебувають на вищій стадії своєї еволюції, тобто повністю сформовані. Це був сюрприз для вчених з огляду на те, що всі ці об'єкти існували, коли Всесвіту було менше 1 млрд років. Для такої стадії еволюції об'єктам потрібно було кілька мільярдів років. Науковці дійшли висновку, що чорна діра буде ще більше рости, адже зіткнення та злиття галактик принесе їй більше матерії для живлення.

Один із найяскравіших об'єктів у Всесвіті

Як уже було сказано вище, квазар PJ308-21 був створений надмасивною чорною дірою. Вони з'являються через те, що навколо чорної діри з активним живленням перебуває хмара з матерії або аккреційний диск. З неї матерія потрапляє в чорну діру. Під впливом гравітації чорної діри диск розкручується і нагрівається до температури приблизно 67 тисяч градусів Цельсія. Це призводить до того, що диск випромінює світло в усьому електромагнітному спектрі. Таким чином квазар стає яскравішим, ніж уся інша галактика. Тому квазари вважаються одними з найяскравіших об'єктів у Всесвіті.

Метали в астрономії та особливості трьох галактик

Ранній Всесвіт був наповнений воднем, найлегшим хімічним елементом, і невеликою кількістю гелію. Саме вони стали основою для перших зірок і галактик. Але за час свого життя ці зірки створили у своїх ядрах важчі, ніж водень і гелій, хімічні елементи. В астрономії їх називають металами.

Після того, як перші популяції зірок вибухнули надновими, вони розсіяли метали по галактиках і ці елементи стали основою для наступних поколінь зірок. Таким чином зірки і галактики все більше збагачувалися металами.

Астрономи з'ясували, що активне ядро галактики, де розміщений квазар PJ308-21, має дуже багато металів, а газ і пил навколо нього фотоіонізуються. Тобто частинки світла, фотони, забезпечують енергію, необхідну електронам для виходу з атомів і відбувається створення електрично заряджених іонів.

Одна з галактик, яка зливається з галактикою, де знаходиться PJ308-21, також має багато металів, а її матерія частково фотоіонізується випромінюванням квазара. Фотоіонізація також відбувається і в другій галактиці-супутнику, але там вона викликана бурхливим утворенням нових зірок. Водночас ця галактика містить менше металів, ніж інші дві.

За словами вчених, завдяки високій чутливості приладів телескопа Вебб, їм вдалося вивчити квазар і галактики з безпрецедентною деталізацією в настільки далекій частині Всесвіту.

Як уже писав Фокус, астрономи вирішили зробити революцію у визначенні планет. Вчені пропонують нове визначення того, що являє собою планета, яке включатиме світи за межами Сонячної системи.

Також Фокус писав про те, що вчені отримали зображення злиття спіральної та еліптичної галактики майже однакової маси. Але на знімку видно, що одна з галактик набагато більша і нагадує за формою пінгвіна. Цьому є пояснення.