В течение многих лет астрономы ищут "недостающее звено", которое связывает квазары (термин для обозначения невероятно ярких сверхмассивных черных дыр) и звездообразующие галактики, известные как "вспыхивающие" галактики или галактики со вспышкой звездообразования. Такое открытие помогло бы лучше понять происхождение Вселенной и то, как формируются галактики (и, соответственно, звезды, такие как Солнце, и планеты, такие как Земля). И хотя моделирование и симуляции предполагали существование таких объектов, в действительности их пока еще никому не удавалось обнаружить.

В среду международная группа астрофизиков из Копенгагенского университета опубликовала статью в журнале Nature, в которой подробно описано открытие древнего прародителя сверхмассивной черной дыры. Объект, получивший название GNz7q, сформировался спустя 750 млн. лет после Большого взрыва в эпоху, известную как "космический рассвет".

Специалисты уверены, что GNz7q может оказаться тем самым недостающим звеном, которое поможет подтвердить теорию о том, что сверхмассивные черные дыры могут возникать из звездообразующих галактик. Изучение этого объекта поможет исследователям еще глубже понять процесс формирования Вселенной.

"Быстрое формирование и эволюционные механизмы супермассивных черных дыр по-прежнему являются одной из самых больших загадок современной астрофизики", - сказал Сейджи Фудзимото, исследователь галактик и черных дыр из Университета Копенгагена и руководитель нового проекта, в своем электронном письме The Daily Beast. Позже он добавил, что открытие GNz7q "открыло новую возможность для изучения бурной эволюции сверхмассивных черных дыр в нашей ранней Вселенной".

Используя снимки космической обсерватории "Hubble", Фудзимото и его команда смогли "заглянуть" в галактику-хозяина GNz7q и обнаружить там интенсивную фабрику звезд. Учёные обнаружили, что галактика рождает новые звёзды примерно  в 1600 раз быстрее, чем наш Млечный Путь. Такие условия являются оптимальными для изучения происхождения квазаров, и является идеальным местом для обнаружения такого объекта, как GNz7q.

"Его характеристики явно соответствуют тем самым светящимся квазарам, которые другие исследователи обнаружили в ранней Вселенной", - рассказал изданию The Daily Beast Габриэль Браммер, доцент Университета Копенгагена и один из участников проекта. "Он как бы находится на полпути между этими двумя явлениями, и это отчасти объясняет, почему мы рады этому объекту. Он представляет собой пример того, как связаны эти два феномена между собой".

По иронии судьбы, объект был обнаружен в наиболее изученной части космоса, называемой Северным Полем Хаббла (GOODS-N). В течение многих лет он оставался незамеченным, оставаясь у всех на виду. И только когда Браммер собрал и проанализировал многолетние массивы данных полученных с "Хаббла", команда смогла обнаружить GNz7q.

"Этот конкретный объект выделяется как самая яркая из всех очень далеких галактик в этом поле", - пояснил Браммер. "В то же время у него был уникальный внешний вид - очень компактный источник. Это характерно для черных дыр".

"Нам пришла в голову мысль, что этот объект мог быть тем самым недостающим звеном между галактиками и возникновением сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной", - добавил Фудзимото.

Поскольку Северное Поле Хаббла является относительно небольшой областью пространства, Браммер считает, что такие объекты, как GNz7q, могут встречаться гораздо чаще, чем мы предполагалось ранее. Теперь, когда космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) выведен на орбиту, команда надеется, что сможет использовать мощную обсерваторию для дальнейшего изучения GNz7q и, возможно для поиска других подобных объектов.

"JWST сможет определить, насколько распространены эти быстро растущие черные дыры", - пояснил Фудзимото. "Так что, возможно, в ближайшие годы мы сможем обнаружить еще не один объект подобный GNz7q".

Источники: Journal Nature
(https://www.nature.com/articles/s41586-022-04454-1)