В далечните предели на Вселената една свръхмасивна черна дупка изразява своето недоволство.
Тя изхвърля огромно количество вятър в междузвездното пространство и ние виждаме светлината от тази буря от цели 13,1 млрд. години – когато Вселената е била на по-малко от 10 процента от сегашната си възраст. Това е най-далечната буря от този тип, която сме засичали някога, и това откритие може да помогне на астрономите да научат повече за начина, по който се образуват галактиките.
„Въпросът е кога са се зародили тези галактически ветрове във Вселената? – казва астрономът Такума Ицуми от Националната астрономическа обсерватория на Япония (NAOJ). – Въпросът е важен, тъй като е свързан с един важен проблем в астрономията – как галактиките и свръхмасивните черни дупки са коеволюирали.“
Свръхмасивните черни дупки не могат да бъдат отделени от галактиките. Тези огромни обекти с маса, която е милиони до милиарди пъти по-голяма от слънчевата, съставляват мощното сърце на галактическата система – гравитационното ядро, около което съществува всичко останало в галактиката.
Освен това те играят огромна роля и в начина, по който тези техни галактики се образуват. Един от начините е механизъм, наречен обратна връзка. Мощни ветрове от свръхмасивните черни дупки бушуват през космическото пространство. На някои места те отстраняват материала, който би могъл да доведе до образуването на нови звезди, но на други правят тъкмо обратното – принуждават го да претърпи гравитационен колапс и да образува нови звезди. В края на краищата наличието на черната дупка поставя ограничения върху звездната маса на галактиката.
Интересното е, че като цяло масата на свръхмасивната черна дупка е приблизително пропорционална на централната издутина на галактиката около нея. Астрономите не са сигурни защо това е така, тъй като принципно една галактика има много по-голяма маса от тази на свръхмасивната черна дупка в центъра ѝ. Тази пропорционалност обаче ни подсказва, че свръхмасивните черни дупки и техните галактики еволюират заедно, а не се формират отделно и на някакъв етап – да се сливат в едно.
За да проучат как тази начална обратна връзка може да бъде наблюдавана във Вселената, Изуми и неговите колеги използват радиотелескопа ALMA в Чили, за да потърсят движения в потоците от газ около галактики със свръхмасивни черни дупки в ранната Вселена.
Именно така откриват една галактика, наречена J1243+0100 – едва на няколкостотин милиона години след Големия взрив. Анализ на радио емисиите от праха в галактиката показва, че съществуват мощни потоци, движещи се с 500 километра в секунда и със скорост на изтичане 447 пъти спрямо масата на Слънцето на година. Това определено е достатъчно силен поток, способен да потуши раждането на каквито и да било звезди.
На практика това е най-ранният вятър от черна дупка, идентифициран до момента, като рекордът е подобрен с цели 100 млн. години. Това кара учените да смятат, че обратната връзка е възникнала значително по-рано в историята на Вселената.
Нещо повече – измерванията показват, че масата на свръхмасивната черна дупка е около 330 млн. пъти по-голяма от тази на Слънцето. Анализирайки данните на ALMA, учените успяват да изчислят и масата на издутината на J1243+0100 – тя е приблизително 30 млрд. пъти по-голяма от слънчевата. Това означава, че маста на черната дупка е пропорционална на около 10 процента от тази на издутината. С други думи – коеволюцията на свръхмасивните черни дупки и техните галактики се наблюдава поне от няколкостотин милиона години след Големия взрив.
Изследването е публикувано в The Astrophysical Journal.
