Астрономите, използващи радиотелескопа за много големи масиви (VLA) на Националната научна фондация, за да изучат най-далечния известен квазар, са открили поразителна улика, която може да отговори на дългогодишен космически въпрос от пиле и яйца: кой е първият, свръхмасивни черни дупки или гигантски галактики?
От години астрономите отбелязват пряка връзка между масата на централната, свръхмасивна черна дупка на галактиката и общата маса на "издутината" звезди в нейното ядро. Колкото по-масивна е черната дупка, толкова по-масивна е издутината. Учените спекулират широко дали черната дупка или звездната издутина се е образувала първо. Напоследък някои теории предполагат, че двете могат да се формират едновременно.
Новите наблюдения на VLA на квазар и негова галактика-домакин, виждани такива, каквито са били, когато Вселената е била на по-малко от милиард години, показват, че младата галактика има свръхмасивна черна дупка, но няма масивна издутина от звезди.
„Намерихме голямо количество газ в тази млада галактика и когато прибавим масата на този газ към тази на черната дупка, те добавят почти общата маса на цялата система. Динамиката на галактиката предполага, че не е останала много маса, за да се компенсира размерът на звездна издутина, предвиден от сегашните модели “, казва Крис Карили от Националната радиоастрономическа обсерватория (NRAO), в Сокоро, НМ.
Учените проучиха квазар, наречен J1148 + 5251, който при повече от 12,8 милиарда светлинни години е най-далечният засегнат квазар. Открит през 2003 г. от Sloan Digital Sky Survey, J1148 + 5251 е млада галактика с ярко квазарно ядро, каквато е била, когато Вселената е била само на 870 милиона години. Вселената сега е на 13,7 милиарда години.
С насочването на VLA към J1148 + 4241 за около 60 часа, изследователите успяха да определят количеството молекулен газ в системата. В допълнение, те успяха да измерят движенията на този газ и по този начин да преценят общата маса на галактическата система. По-ранни проучвания на системата са дали оценки, че черната дупка е 1 до 5 милиарда пъти по-голяма от масата на нашето Слънце.
Новите наблюдения на VLA показват, че в системата има около 10 милиарда слънчеви маси от молекулен газ и че общата маса на системата е 40-50 милиарда слънчеви маси. Комбинираните газови и черни дупки представляват 11-15 милиарда слънчеви маси от тази сума.
„Приетото съотношение показва, че черна дупка от тази маса трябва да бъде заобиколена от звездна издутина от няколко трилиона слънчеви маси. Нашето динамично измерване показва, че не е останала много голяма маса, с изключение на черната дупка и газа, за да се образува звездна издутина. Това дава доказателства, че черната дупка се образува преди звездната издутина “, казва Фабиан Уолтър от Института за радиоастрономия„ Макс Планк “в Хайделберг, Германия, който беше докторант на Янски в НАПО в Сокоро, когато бяха направени наблюденията.
„Един пример със сигурност не е така, но в този обект ние очевидно имаме пример за черна дупка без много звездна издутина. Сега трябва да направим подробни проучвания на повече такива обекти във далечната, ранна Вселена “, каза Карили. „С изключително подобрената чувствителност на разширения VLA и Atacama Large Millimeter Array (ALMA), който ще излезе на линия след няколко години, ще имаме инструментите, от които се нуждаем, за да разрешим този въпрос окончателно“, добави Карили.
„Изследвания като това са ключът към разбирането на начина, по който са се образували галактиките“, казва Уолтър.
Уолтър и Карили са работили с Франк Бертолди и Карл Ментен от Института Макс Планк в Бон; Пиер Кокс от Института за космическа астрофизика на Университета Париж-Юг; Фред К.Й. Ло от НАПО в Шарлотсвил, Вирджиния; Xiahui Fan от обсерваторията на Стюард на университета в Аризона; и Майкъл Щраус от Принстънския университет по проекта. Резултатите от изследванията им се публикуват в Astrophysical Journal Letters.
Националната радиоастрономическа обсерватория е съоръжение на Националната научна фондация, управлявано по споразумение за сътрудничество от Associated Universities, Inc.
Оригинален източник: NRAO News Release
