Dzięki teleskopowi należącemu do Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) astronomowie odkryli kilka galaktyk znajdujących się w sieci supermasywnej czarnej dziury z okresu, kiedy Wszechświat liczył mniej niż miliard lat. To pierwsze tego typu zjawisko zaobserwowane tak wcześnie po Wielkim Wybuchu.
Obserwacji dokonano za pomocą teleskopu VTL (Very Large Telescope). Ukazały one sześć galaktyk otaczających supermasywną czarną dziurę. Jak pisze Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO), wszystkie znajdują się w kosmicznej "pajęczej sieci" gazu, która zajmuje obszar ponad 300-krotnie większy niż Droga Mleczna.
- Galaktyki znajdują się i rosną tam, gdzie krzyżują się włókna ("pajęczej sieci" - przypis redakcji). Strumienie gazu, dostępne do zasilania zarówno galaktyk, jak i centralnej supermasywnej czarnej dziury, mogą przepływać wzdłuż tych włókien - wyjaśnia Marco Mignoli, astronom z National Institute for Astrophysics (INAF) w Bolonii we Włoszech, pierwszy autor badań.
Wyniki badań opublikowano w środę na łamach czasopisma "Astronomy & Astrophysics".
- Badania były prowadzone przede wszystkim dzięki chęci zrozumienia jednych ze stanowiących największe wyzwanie obiektów astronomicznych - supermasywnych czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie. Są to ekstremalne systemy i jak dotąd nie mamy dobrego wyjaśnienia dla ich istnienia - dodał.
Nie wiadomo, dlaczego powstała tak szybko
Według naukowców czarna dziura ma masę miliarda mas Słońca, a otaczająca ją struktura powstała, gdy Wszechświat liczył 900 milionów lat. - Nasza praca umiejscowiła ten ważny element w mocno niekompletnej układance, jaką jest formowanie się i wzrost tak ekstremalnych, a jednocześnie względnie powszechnych obiektów, tak szybko po Wielkim Wybuchu - mówi współautor Roberto Gilli, także astronom z INAF w Bolonii.
Jak podaje ESO, uważa się, że pierwsze czarne dziury powstały w wyniku zapadnięcia się pierwszych gwiazd. Musiały rosnąć bardzo szybko, aby osiągnąć masy miliarda Słońca w ciągu pierwszych 0,9 miliarda lat życia Wszechświata. Astronomowie starają się wyjaśnić, w jaki sposób mogły być dostępne wystarczająco duże ilości "paliwa dla czarnych dziur", aby umożliwić tym obiektom wzrost do tak gigantycznych rozmiarów w tak krótkim czasie.
Odnaleziona struktura daje jednak prawdopodobne wytłumaczenie. Występujące w "pajęczej sieci" galaktyki zawierają wystarczającą ilość gazu, żeby stanowić paliwo dla potrzeb centralnej czarnej dziury, aby mogła stać się takim olbrzymem.
"Wierzymy, że dostrzegliśmy dopiero czubek góry lodowej"
W jaki sposób formuje się gigantyczna struktura podobna do sieci? Zdaniem astronomów kluczowe w tym przypadku są gigantyczne halo tajemniczej ciemnej materii. Te wielkie obszary niewidzialnej materii miały być odpowiedzialne za przyciąganie olbrzymich ilości gazu we wczesnym Wszechświecie. Gaz i niewidzialna ciemna materia wspólnie formowały strukturę sieci, w której galaktyki i czarne dziury mogą ewoluować. Brak wcześniejszych obserwacji tego typu struktur prawdopodobnie był spowodowany ograniczeniami obserwacyjnymi.
- Wierzymy, że dostrzegliśmy dopiero czubek góry lodowej, a te kilka odkrytych jak dotąd galaktyk wokół supermasywnej czarnej dziury to najjaśniejsze z takich przypadków - powiedziała współautorka Barbara Balmaverde, astronom w INAF w Turynie.
Ekstremalnie Wielki Teleskop (ELT), będący obecnie w trakcie konstrukcji przez ESO w Chile, pozwoli kontynuować badania, gdyż za pomocą swoich potężnych instrumentów będzie obserwował o wiele słabsze galaktyki wokół supermasywnych czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie.
Autor: ps/map / Źródło: ESO
Źródło zdjęcia głównego: ESO/L. Calçada