860 миллионов-летний квазар уже собрал в 1,4 миллиарда раз больше массы Солнца

Вскоре после Большого взрыва ранние галактики начали менять Вселенную. Менее чем через миллиард лет они уже набрали большой вес. В частности, их центральные сверхмассивные черные дыры были гигантами. Новые изображения с JWST показывают две массивные галактики, которые появились менее чем через миллиард лет после начала Вселенной.

Одна из галактик весит в 130 миллиардов раз больше массы Солнца. Это квазар, управляемый черной дырой, имеет 1,4 миллиарда солнечных масс. (Квазар - это яркое активное ядро галактики, которое, как полагают, питается сверхмассивной черной дырой.) Оказывается, эти галактики и их центральные черные дыры имеют совершенно разные размеры по отношению друг к другу. Кроме того, эти впечатляющие массы поднимают некоторые сложные вопросы. Как они так быстро сели в младенческой Вселенной? И что было первым? Галактика или черные дыры?

Они составляют головоломку, с которой сталкивается международная команда исследователей во главе с Сюйхэном Дином и Джоном Сильверманом (оба Института физики и математики Вселенной Кавли). Они объявили о своих первоначальных выводах в выпуске журнала Nature от 28 июня 2023 года.

Квазары, которые они наблюдали, называются J2236+0032 и J2255+0251. Их галактики-хозяева были впервые замечены телескопом Субару на Гавайях. Обе галактики относительно тусклые и являются хорошими мишенями для изучения ранней Вселенной. Они находятся в красных смещениях 6,4 и 6,34. Они размещают их в то время, когда Вселенной было всего 860 миллионов лет. Затем исследовательская группа в Kavli использовала JWST, чтобы глубже изучить эти объекты.

JWST посмотрел на них на длинах инфракрасных волн 3,56 и 1,50 мкм. Кроме того, спектрометр NIRSPEC JWST усовершенствовал звездные популяции галактики. Анализ данных дополнительно уточнил массу двух галактик. Это также показало скорость движения газов в их сердцах. Это позволило команде определить массы двух центральных сверхмассивных черных дыр, которые питают эти квазары.

Из данных сразу же выскочило одно: соотношение масс галактик и их черных дыр. Оказывается, размер сверхмассивной черной дыры, по-видимому, соответствует размеру галактики-хозяина. Астрономы исследуют это отношение в галактиках в соседней Вселенной и обнаруживают, что чем больше галактика, тем больше должна быть ее центральная черная дыра. Две галактики в открытии JWST показывают одинаковую связь между их массами и массами их черных дыр.