Астрономи вперше спостерігали світло від зірок галактик раннього Всесвіту з надмасивними чорними дірами в центрі.
За допомогою космічного телескопа «Джеймс Вебб» астрономи вперше спостерігали зоряне світло від двох галактик раннього Всесвіту, в центрі яких знаходяться активно зростаючі надмасивні чорні діри (квазари). Вони сформувалися, коли Всесвіту було менше мільярда років.
Квазари — одні з найяскравіших об’єктів у Всесвіті. Вони являють собою молоді активні ядра галактик, в центрі яких надмасивні чорні діри стрімко «збирають» навколишню речовину і формують акреційний диск. Випромінювання, пов’язане з акрецією матеріалу яка на порядки перевершує світіння інших зірок галактик. Тому за світлом квазара на великій відстані так складно виявити галактику, в якій він знаходиться.
Астрономи використовували телескоп «Джеймс Вебб» для спостереження за квазарами HSC J2236 + 0032 і HSC J2255 + 0251, з червоними зміщеннями 6,4 і 6,34, яке відповідає періоду, коли Всесвіту було приблизно 860 млн. Ці квазари вибрали через відносно низьку світність, яка створює менше «перешкод» для вивчення галактик.
Дослідники «сфотографували» випромінювання квазара в інфрачервоному діапазоні на довжинах хвиль 3,56 і 1,5 мкм. За допомогою моделювання та віднімання відблисків від акреційних чорних дір вони відновили зображення відповідних галактик.
Квазар HSC J2236 + 0032: загальний фон (зліва), знімок квазара (в центрі) і очищене зображення батьківської галактики (справа). Зображення: Ding, Onoue, Silverman, et al., JWST NIRCam.
Фотометричний аналіз показав, що ці дві галактики мали велику масу — в 130 і 34 млрд разів більша за масу Сонце. При цьому на частку надмасивних чорних дір доводиться 1,4 і 0,2 млрд сонячних мас. Співвідношення між масою галактики і масою чорної діри в цих системах приблизно відповідає відомим по сусіднім «сучасним» галактикам пропорцій.
Отримані дані і подальші спостереження допоможуть астрономам зрозуміти, як в ранньому Всесвіті всього за кілька сотень мільйонів років сформувалися масивні чорні діри, які зібрали масу мільйонів і мільярдів Сонць.