By 
Космічний телескоп Джеймса Вебба оприлюднив зображення, які вперше показують світло зірок від двох колосальних галактик з активно зростаючими чорними дірами, відомими як квазари, які спостерігалися менше ніж через мільярд років після Великого вибуху.
Нещодавнє дослідження, опубліковане в журналі Nature, вказує на те, що чорні діри мають масу, яка майже в мільярд разів перевищує масу Сонця, а маси головної галактики майже в сто разів більші, співвідношення, схоже на те, що спостерігається в новішому Всесвіті. . Потужна комбінація телескопа Subaru та JWST проклала новий шлях для вивчення далекого Всесвіту.
Існування таких масивних чорних дір у далекому Всесвіті породило для астрофізиків більше питань, ніж відповідей. Як ці чорні діри могли стати такими великими, коли Всесвіт був таким молодим? Ще більш загадковим є те, що спостереження в локальному всесвіті показують чіткий зв’язок між масою надмасивних чорних дір і набагато більшими галактиками, в яких вони знаходяться. Галактики та чорні діри мають абсолютно різні розміри, тож що було першим: чорні діри чи галактики? Це проблема «курка чи яйце» космічного масштабу.
JWST NIRCam 3,6 мкм зображення HSC J2236+0032. Зменшене зображення, зображення квазара та зображення головної галактики після віднімання світла квазара (зліва направо). На кожній панелі вказано масштаб зображення у світлових роках. Авторство авторства: Дінг, Оное, Сільверман та ін.
Вивчення зв’язку між головними галактиками та чорними дірами в ранньому Всесвіті дозволяє вченим спостерігати за їх утворенням і побачити, як вони пов’язані одна з одною.
Квазари світяться, тоді як їхні головні галактики тьмяні, що ускладнює дослідникам виявлення тьмяного світла галактики у відблиску квазара, особливо на великих відстанях. До JWST космічний телескоп Хаббл міг виявляти головні галактики сяючих квазарів, коли Всесвіту було трохи менше ніж 3 мільярдів років, але не менше.
Чудова чутливість і надчіткі зображення JWST в інфрачервоному випромінюванні нарешті дозволили дослідникам перенести ці дослідження на час, коли вперше сформувалися квазари та галактики. Лише через кілька місяців після того, як JWST почав регулярну роботу, команда спостерігала два квазари, HSC J2236+0032 і HSC J2255+0251, на червоних зміщеннях 6,40 і 6,34, коли Всесвіту було приблизно 860 мільйонів років.
Ці два квазари були виявлені в програмі глибокого огляду 8,2-метрового телескопа Subaru на вершині Маунакеа на Гаваях. Відносно низька яскравість цих квазарів зробила їх основними цілями для вимірювання властивостей головних галактик, а успішне виявлення головних галактик є найдавнішою епохою на сьогодні, коли світло зірок було виявлено у квазарі.
Зображення двох квазарів були зроблені на інфрачервоних довжинах хвиль 3,56 і 1,50 мікрон за допомогою інструменту JWST NIRCam, і головні галактики стали очевидними після ретельного моделювання та віднімання відблисків від акреційних чорних дір. Зоряний підпис галактики-господаря також був помічений у спектрі, отриманому NIRSPEC JWST для J2236+0032, що додатково підтверджує виявлення галактики-господаря.
Аналіз фотометрії головної галактики виявив, що ці два квазари головні галактики масивні, їх маса в 130 і 34 мільярди разів перевищує масу Сонця відповідно. Вимірювання швидкості турбулентного газу в околицях квазарів за спектрами NIRSPEC показує, що чорні діри, які живлять їх, також є масивними, вимірюючи масу Сонця в 1,4 і 0,2 мільярда разів. Співвідношення маси чорної діри до маси галактики-господаря схоже на співвідношення галактик у недавньому минулому, що свідчить про те, що зв’язок між чорними дірами та їхніми господарями існував уже через 860 мільйонів років після Великого вибуху.
Дінг, Сільверман, Онуе та їхні колеги продовжать це дослідження з більшою вибіркою, використовуючи заплановані спостереження циклу 1 JWST, які потім додатково обмежуватимуть моделі коеволюції чорних дір та їхніх галактик. Нещодавно команда дізналася, що їм було надано додатковий час для JWST у наступному циклі для більш детального вивчення головної галактики J2236+0032. Джерело
Comments