Сначала были черные дыры

Так выглядел газ в молодой галактике, когда Вселенной было 870 млн. лет от роду CREDIT: NRAO/AUI/NSF, SDSS

Астрономам, возможно, удалось решить космический вариант загадки о курице и яйце, а именно: что появилось раньше – галактики или сверхмассивные черные дыры в их центрах.

"Похоже, что черные дыры появились первыми. Доказательств становится все больше", – говорит Крис Карилли (Chris Carilli) из Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO). Карилли кратно изложил результаты недавних исследований, проведенных международной группой, которая изучала условия в первые миллиарды лет в истории нашей Вселенной, в докладе, представленном на собрании Американского астрономического общества (American Astronomical Society) в Лонг-Бич, штат Калифорния.

Предыдущие исследования галактик и их центральных черных дыр обнаружил интригующую связь между массами черных дыр и центральных "вздутий" из звезд и газов в галактиках - балджей. Отношение масс черной дыры и балджей примерно одно и тоже для широкого спектра галактических размеров и возрастов. Для центральных черных дыр массой от нескольких миллионов до многих миллиардов масс Солнца, их масса составляет примерно одну тысячную от массы окружающего балджа.

"Постоянное соотношения указывает на то, что черные дыры и балджи галактик влияют на рост друг друга, находясь в некоторых интерактивных отношениях", – говорит Доминик Ричерс (Dominic Riechers) из Калифорнийского технологического института. - "Вопрос стоял так: растет ли сначала что-то одно, потом другое, или они увеличиваются вместе, сохраняя соотношение масс в течение всего процесса".

В последние несколько лет ученые использовали телескоп Very Large Array  (VLA) Национального научного фонда и интерферометр на плато Буре во Франции, чтобы заглянуть в далекую часть истории нашей Вселенной (возраст которой 13.7 миллиардов лет), во времена зарождения первых галактик.

"Мы наконец смогли измерить массы черных дыр и балждей в нескольких галактиках, которые мы видим такими, какими они были в первые миллиард лет после Большого Взрыва, и эти данные указывают на то, что постоянное соотношение, которое мы наблюдаем в близких галактиках, могло не сохраняться в ранней Вселенной. Черные дыры в этих молодых галактиках были значительно тяжелее по сравнению с балджами, чем те, что мы видим в ближайшей к нам части Вселенной", – говорит Фабиан Уолтер (Fabian Walter) из Института астрономии имени Макса Планка в Германии.

"Из этого мы делаем вывод, что черные дыры начали расти первыми".

Следующая задача – выяснить, как черная дыра и балдж влияют на рост друг друга. "Мы не знаем, какой механизм действует, и почему в определенный момент устанавливается "стандартное" соотношение масс", – добавляет Ричерс.

Карилли объясняет, что главными инструментами для решения этой задачи станут новые телескопы, которые сейчас находятся в стадии разработки. "Телескопы Expanded Very Large Array (EVLA) и Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) дадут значительное улучшение чувствительности и разрешающей способности, чтобы сфотографировать газ в этих галактиках в мелком масштабе, чтобы детально изучить их динамику", – говорит Карилли.

"Чтобы понять, как Вселенная стала такой, как она есть сегодня, мы должны понять, как первые звезды и галактики сформировались в молодой Вселенной. С новыми обсерваториями, которые мы будем иметь через несколько лет, мы имеем возможность изучить важные подробности из той эпохи, когда Вселенная была всего лишь ребенком по сравнению с сегодняшним взрослым", – говорит Карилли.

Карилли, Ричерс и Уолтер сотрудничали с Франком Бертолди (Frank Bertoldi) из Университетом Бонна; с Карлом Ментеном (Karl Menten) из MPIfR; с Пьером Коксом (Pierre Cox) и Роберто Нери (Roberto Neri) из Института миллиметровой радиоастрономии (IRAM) во Франции.

Национальная радиоастрономическая обсерватория принадлежит Национальному научному фонду США и работает под совместным управлением Объединенных университетов (Associated Universities, Inc.)

Дэйв Финли
Dave Finley, Public Information Officer

Источник:
NRAO - Black Holes Lead Galaxy Growth, New Research Shows