Ранняя Вселенная должна быть переполнена активными галактиками, но JWST их не находит


Фото из открытых источников
На протяжении десятилетий самыми далекими объектами, которые мы могли видеть, были квазары. Теперь мы знаем, что это мощные активные черные дыры. Активные ядра галактик настолько далеки, что напоминают звездные точки света. Это говорит нам о том, что сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной могут быть мощными монстрами, управляющими эволюцией их галактик. Мы думали, что большинство ранних сверхмассивных черных дыр прошли через такую активную фазу, но новое исследование показывает, что большинство сверхмассивных черных дыр этого не делают.
 
Большинство галактик содержат сверхмассивную черную дыру. Они содержат миллионы или миллиарды солнечных масс. Они могут приводить в действие огромные струи ионизированного газа, вырывающиеся из галактики почти со скоростью света, разрывать звезды на части, чтобы засеять галактику газом и пылью, и даже очищать галактики от пыли, чтобы рассеять звездообразование. Они также могут оставаться тихими в течение миллиардов лет, скрываясь в центральной выпуклости галактики, как это делает центральная черная дыра в Млечном Пути. Но огромная масса этих черных дыр предполагает, что они, должно быть, быстро росли в молодости, что предполагает период экстремальной активности, подобный далеким квазарам.
 
Новое исследование рассматривает период космической истории, известный как космический полдень. Это время, когда Вселенной было около 3–6 миллиардов лет, и это период, когда звездообразование во Вселенной достигло своего пика. Примерно в это же время мы ожидаем активности сверхмассивных черных дыр, поскольку перемешивание газа и пыли в них может спровоцировать звездообразование. Используя космический телескоп Джеймса Уэбба, команда собрала данные с участка неба, известного как Расширенная полоса Грота (ESG).
 
ESG — небольшая бесплодная область неба между созвездиями Большой Медведицы и Ботеса. Ее детально наблюдали космическим телескопом Хаббла в 2004 и 2005 годах, обнаружившим более 50 000 галактик. В 2011 году космический телескоп «Спитцер» наблюдал этот регион в инфракрасном диапазоне волн в рамках Международного исследования всеволновой полосы Грота (AEGIS). Спитцер увидел свечение множества активных черных дыр, но не так много, как ожидалось. Это не было слишком неожиданно, поскольку вполне возможно, что Спитцер был недостаточно чувствителен, чтобы увидеть меньшие АЯГ или те, что глубоко окутаны пылью.
 
В новом исследовании, проведенном JWST, ожидалось увидеть больше, но это не так. Программа Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) обнаружила примерно такое же количество активных черных дыр, как и раньше. А с более высоким разрешением и чувствительностью JWST мы можем просто не принимать во внимание выводы.
 
Эта команда обнаружила, что активные черные дыры редки в космический полдень, а это означает, что большинство галактических черных дыр растут более медленными темпами. Команда также обнаружила, что в меньших галактиках не так уж много пыли. Многие из наблюдаемых галактик напоминали Млечный Путь. Спиральные галактики с ограниченным количеством пыли и центральной черной дырой. Это предполагает возможность того, что в нашей галактике никогда не было периода АЯГ.
 
Следует отметить, что этот первоначальный результат касается только около 400 галактик. Команда планирует завершить более масштабное исследование 5000 галактик в следующем году.