Космический телескоп Джеймса Уэбба зафиксировал слияние галактик вокруг черной дыры-монстра

Астрономы обнаружили скопление галактик, сливающихся вокруг редкого красного квазара, сверхмассивной черной «дыры-монстра», которая жадно питается газом и другим материалом. Исследование команды ученых публикуется в Astrophysical Journal Letters, а препринт также доступен в бумажном репозитории arXiv.

Международная группа ученых сделала удивительное открытие, используя космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), чтобы заглянуть на миллиарды лет назад. Находка представляет собой возможность наблюдать, как ранние галактики сливались, образуя вселенную, какой мы ее видим сегодня. Ослепительно яркий и чрезвычайно красный квазар, известный как SDSS J165202.64+172852.3, имеет возраст около 11,5 миллиардов лет и является одним из самых мощных когда-либо замеченных с такого огромного расстояния, по словам исследователей, которые описывают его как черный дыра в формировании. 

«Мы думаем, что в этих системах вот-вот произойдет что-то драматическое», — заявил Андрей Вайнер, соавтор исследования и астрофизик из Университета Джона Хопкинса в Мэриленде. «Галактика находится в этот идеальный момент своей жизни, она вот-вот преобразится и будет выглядеть совершенно по-другому через несколько миллиардов лет».

Более ранние наблюдения этой области космоса с помощью космического телескопа Хаббла и телескопа Близнецы-Север на Гавайях выявили квазар и намекнули на галактику в переходной фазе. Но только дальнейшее наблюдение с помощью JWST выявило не одну, а как минимум три галактики, вращающиеся вокруг квазара. 

«С предыдущими изображениями мы думали, что видели намеки на то, что галактика, возможно, взаимодействует с другими галактиками на пути к слиянию, потому что их формы искажаются в процессе, и мы думали, что, возможно, видели это», — Надя Л. Закамска, астрофизик Университета Джона Хопкинса, говорится в том же заявлении. «Но после того, как мы получили данные JWST, я подумал: «Я понятия не имею, на что мы вообще здесь смотрим, что это за штука!» Мы провели несколько недель, просто глядя и глядя на эти изображения».

Изображения региона JWST также показали, что три галактики движутся невероятно быстро, предполагая наличие огромной массы, что заставляет команду думать, что это может быть самая плотная область формирования галактик, когда-либо виденная в ранней Вселенной.

«Даже плотного узла темной материи недостаточно, чтобы объяснить это», — сказала Доминика Вилезалек, астроном из Гейдельбергского университета в Германии, которая руководила исследованием, в заявлении Уэбба. «Мы думаем, что можем видеть область, где сливаются два массивных ореола темной материи».

Даже Вайнер, который представлял себе наблюдение за этим квазаром с помощью JWST еще десять лет назад, был потрясен тем, что космический телескоп, который только в июле начал отправлять научные изображения на Землю, произвел наблюдения за этим регионом с такой четкостью. 

«Это действительно изменит наше понимание этого объекта», — добавил он.

Теперь команда попытается проследить за этим наблюдением этого неожиданного скопления галактик, надеясь расшифровать секреты того, как такие плотные группы галактик сформировались в ранней Вселенной и как на этот процесс повлияли сверхмассивные черные дыры, скрывающиеся в их сердцевинах.

«То, что вы видите здесь, — это лишь небольшая часть того, что есть в наборе данных», — сказал Закамска. 

«Здесь слишком много всего происходит, поэтому мы сначала выделили то, что действительно является самым большим сюрпризом», — сказала она. «Каждая капля здесь — это маленькая галактика, сливающаяся с этой материнской галактикой, а цвета — разные скорости, и все это движется чрезвычайно сложным образом. Теперь мы можем начать распутывать движения».