Благодаря космическому телескопу имени Джеймса Уэбба астрономы, возможно, обнаружили одну из древнейших нитей в космической сети, возникшую через 830 миллионов лет после Большого взрыва, во время реионизации Вселенной. Эта нить длиной три миллиона световых лет, содержащая 10 галактик, кажется, закреплена внутри примитивного квазара, сверхсветящейся галактики, питаемой очень активной сверхмассивной черной дырой.
Во Вселенной галактики распределены не хаотично, а собраны в скопления и взаимосвязанные нити, образуя так называемую «космическую паутину». Нити соединяют галактики друг с другом в масштабе мегапарсек (1 мегапарсек равен 3,26 миллиона световых лет). Подобно паутине, между нитями есть космическая пустота. Со временем эта паутина становится более заметной, поскольку гравитация уплотняет материю внутри нее, что облегчает астрономические наблюдения.
Нить, прикрепленная к квазару
Космическая паутина предсказывает распределение большей части газа в межгалактической и окологалактической среде (газовая среда вокруг галактик). Считается, что эта сложная регуляция, наряду с высвобождением материи в результате процессов обратной связи с космическими объектами (звездами, галактиками, черными дырами и т д.), играет ключевую роль в управлении ростом галактик во Вселенной.
В последние десятилетия межгалактическая среда активно исследуется, чтобы проследить нити космической паутины. Однако наблюдения были ограничены несколькими конкретными регионами, поскольку дальность и возможности инструментов наблюдения того времени были ограничены масштабами в несколько мегапарсеков. Изученные области не очень хорошо отражают сложность нитей, на уровне которых рождаются и размножаются галактики.
В 2021 году ученые проследили несколько нитей в космической паутине между 1 и 2 миллиардами лет после Большого взрыва. Но космический телескоп Джеймса Уэбба резко меняет картину, расширяя наблюдения до гораздо больших масштабов.
Используя новейшие инструменты, группа астрономов обнаружила нитевидное расположение 10 примитивных галактик, которые, как считается, образовались примерно через 830 миллионов лет после Большого взрыва (в разгар периода космической реионизации). На конце нити длиной 3 миллиона световых лет находится чрезвычайно яркий квазар.
«Это одна из первых обнаруженных нитевидных структур, связанных с далеким квазаром», — объясняет Файги Ван из Аризонского университета в Тусоне, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале . Группа экспертов считает, что нить эволюционирует в массивное скопление галактик, похожее на гигантское скопление галактик Волосы (скопление галактик Волосы — большое скопление галактик, расположенное на расстоянии около 99 мегапарсеков), состоящее из более чем 1000 галактик и находится в 330 световых годах от Земли.
Обратите внимание: Астрономы обнаружили необычный пульсар.
Этот поток также может быть одним из старейших в космической сети.Возможная эволюция в массивное галактическое скопление
Ученые открыли знаменитую нить благодаря квазару, к которому она прикреплена. Они были удивлены, обнаружив невероятно длинную и тонкую структуру, охватывающую миллионы световых лет. «Я ожидал найти что-то, но не ожидал увидеть такую длинную и тонкую структуру», — сказал соавтор исследования Сяохуи Фан, также астроном из Аризонского университета.
Квазар был обнаружен в рамках проекта ASPIRE (спектроскопическое исследование смещенных ореолов в эпоху реионизации), целью которого является изучение набора из 25 квазаров эпохи реионизации (начиная с 700 миллионов лет после Большого взрыва). Эксперты предполагают, что сверхмассивные черные дыры, аккреция которых приводит к квазарам, помогли сформировать космическую паутину, действуя как гравитационные колодцы, собирая и растягивая материю в нити. Гравитация, в частности, удерживала эти нити вместе.
Кроме того, предыдущие модели показали, что квазары размером не менее миллиарда масс Солнца образовались внутри огромных сгустков темной материи и эволюционировали путем аккреции или слияния с другими сгустками. В этом контексте можно ожидать, что примитивные квазары будут обнаружены в крупномасштабных скоплениях галактик (мегапарсеках).
Однако неопределенность, связанная с красными смещениями ранее наблюдаемых квазаров, затуманила любые возможные подсказки о сигналах от сверхплотных галактик. Работа «Джеймса Уэбба» позволила ученым в новом исследовании обнаружить, что открытый ими квазар (тот, что держит нить) был встроен в сверхплотное скопление галактик — одну из самых сверхплотных структур, известных в ранней Вселенной, и может превратиться в массивный кластер (например, кластер волос Вероники).
Вторая часть исследования предполагает, что черные дыры, питающие эти примитивные квазары, имеют массу от 600 миллионов до 2 миллиардов солнечных масс. Хотя причины такой экстремальной производительности пока неизвестны, эксперты выдвигают гипотезу, согласно которой должны выполняться два критерия. Первый критерий включает в себя «прорастание» черной дыры из массивного «зерна» с массой не менее тысячи масс Солнца. Второй критерий подразумевает, что семя за время своей жизни должно быстро накопить как минимум в миллион раз больше вещества.
Если эти сверхмассивные черные дыры накапливают вещество, они также могут выбрасывать его и питать ветры, охватывающие межгалактические масштабы. Эти ветры могут оказывать существенное влияние на формирование звезд в галактиках, в которых они обитают.Данные Уэбба являются лучшими на сегодняшний день доказательствами в поддержку этой гипотезы. В частности, исследователи обнаружили, что ветры черных дыр в центрах массивных галактик действуют как своего рода резервуар, который стимулирует их рост.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.