При помощи космического телескопа имени Джеймса Уэбба (JWST) астрономы обнаружили неизвестную ранее популяцию сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной, которая имеет все шансы оказаться недостающим звеном между классическими квазарами и загадочными объектами, которые ученые называют «маленькие красные точки».
Классические квазары — это активные ядра галактик, которые питаются сверхмассивными черными дырами. Их активность порождает излучение настолько мощное, что его можно наблюдать даже сквозь плотные облака космической пыли. Однако в декабре 2022 года ученые, используя данные JWST, впервые заметили новый тип активных ядер галактик — объекты, получившие название «маленькие красные точки». Эти образования тусклые и компактные, они скрыты за плотными слоями пыли и до сих пор были практически неуловимы для астрономических наблюдений.
Чтобы понять, как связаны между собой эти два типа ядер, международная команда астрономов обратилась к архивным данным, полученным с телескопа Subaru на Гавайях, который более десяти лет назад зафиксировал необычные галактики в пределах первого миллиарда лет после Большого взрыва. Эти объекты излучали слишком много света, чтобы его можно было объяснить исключительно звездообразованием, но из-за технических ограничений, которые сопровождали наблюдения того времени, понять их природу было невозможно.
С помощью сверхчувствительных приборов JWST ученые повторно проанализировали 13 таких галактик и в девяти из них явные признаки новой популяции активных сверхмассивных черных дыр, при этом их световые паттерны однозначно указывают на наличие квазаров, скрытых за густой пылью.
Мы были удивлены, обнаружив, что скрытые квазары были так распространены в ранней Вселенной. Это означает, что значительная часть активных [сверхмассивных черных дыр] была упущена из виду в прошлых наземных исследованиях.
Находка ученых означает, что значительная часть активных черных дыр могла быть просто не замечена при предыдущих наблюдениях, сделанных наземными телескопами. Более того, уровень пылевого затемнения у новых объектов оказался сопоставим с тем, что наблюдается у «маленьких красных точек», а их светимость сравнима с классическими квазарами. Это позволяет предположить, что новые находки представляют собой недостающее эволюционное звено между двумя уже известными популяциями.
Полученные спектральные данные позволяют не только подтвердить наличие черных дыр, но и оценить их массы, что поможет ученым узнать больше о процессах формирования крупномасштабных структур в ранней Вселенной. По мнению астрофизика Йоррит Матти из Австрийского института науки и технологий, эти открытия помогут проверить теоретические модели и уточнить картину ранней космической эволюции.
Команда Мацуоки уже планирует повторные наблюдения с помощью JWST за еще 30 объектами из той же выборки Subaru, чтобы продолжить поиски скрытых квазаров. Тем временем телескоп имени Джеймса Уэбба обнаружил самую далекую на сегодняшний день галактику.
