Odkryto sześć galaktyk, które powstały w trakcie pierwszego miliarda lat istnienia Wszechświata.
Astronomowie od dawna starają się zrozumieć, w jaki sposób we wczesnym Wszechświecie mogły powstać supermasywne czarne dziury. Wiedzą, że musiałyby one rosnąć niezwykle szybko, aby tak gwałtownie nabrać dużej masy i uzyskać przez to status obiektów supermasywnych. Zaszło to w ciągu około miliarda lat od Wielkiego Wybuchu. Skąd te obiekty znalazły tak duże ilości materii, jaką musiały pochłonąć? Tego jeszcze nie wiemy. Jednak nowe odkrycia, możliwe dzięki wykorzystaniu Bardzo Dużego Teleskopu Europejskiego Obserwatorium Południowego (VLT), mogą nam dostarczyć wielu odpowiedzi. Opisująca je praca została właśnie opublikowana w Astronomy & Astrophysics.
Sześć nowo odkrytych, ale w naszym rozumieniu pradawnych galaktyk to obiekty zanurzone w rozległej sieci gazu. Naprawdę sporej, bo obejmującej około 300 średnic naszej galaktyki. Sieć została zaobserwowana dzięki dodatkowym obserwacjom VLT. Po przeanalizowaniu danych naukowcy doszli do wniosku, że widzą te galaktyki takimi, jakimi były zaledwie 900 milionów lat po Wielkim Wybuchu, gdy Wszechświat liczył sobie niewiele ponad 6% obecnego wieku. Oznacza to, że w zasadzie po raz pierwszy widzimy tak ścisłe zgrupowanie (zgromadzenie się) galaktyk pochodzących z okresu pierwszego miliarda lat „życia” kosmosu!
Co więcej, w centrum tej gromadki jest też ogromna czarna dziura o masie około miliarda mas Słońca. Wiemy, że takie czarne dziury powinny być wyjątkowo rzadkie we wczesnym Wszechświecie – jak dotąd nie ma dobrego wytłumaczenia dla ich istnienia. Istnieje poza tym granica szybkości wzrostu czarnej dziury: to tak zwana granica Eddingtona. Musiała odegrać istotną rolę w procesach tworzenia się supermasywnych czarnych dziur w młodym Wszechświecie, jednak jest tu też inny, dużo bardziej pilny problem do wyjaśnienia: skąd właściwie te wczesne czarne dziury brały swe pożywienie, czyli duże ilości materii potrzebnej do ich wzrostu?
Wyjaśnienie może mieć związek z rozległą kosmiczną siecią, która tworzy Wszechświat. Rozciąga się na cały znany nam kosmos, łącząc za sobą odległe galaktyki, gromady i supergromady galaktyk przez nici utkane z gazu, znane jako włókna. Autorzy nowych badań, wśród których znalazł się Marco Mignoli z INAF w Bolonii, uważają, że analizowana przez nich supermasywna czarna dziura i otaczające ją galaktyki prawdopodobnie żywiły się przez długi czas gazem zgromadzonym w splątanym węźle takich kosmicznych włókien.
Włókna kosmicznej sieci są jak nici pajęczej sieci – wyjaśnia Mignoli. Galaktyki zostają i rosną tam, gdzie przecinają się włókna, a strumienie gazu, dostępnego tam i zasilającego zarówno galaktyki, jak i centralną supermasywną czarną dziurę, mogą płynąć wzdłuż włókien.
Na ilustracji: Kosmiczna sieć. Źródło: CNN
Jednak to w zasadzie jedynie odsuwa to samo pytanie w czasie. Nie wiadomo, jak owe włókna po raz pierwszy pozyskały duże ilości gazu. Może to wiązać się jednak z... ciemną materią. We wczesnym Wszechświecie zwyczajna materia była zbyt gorąca, aby sklejać się i tworzyć grawitacyjnie związane obiekty, właśnie takie jak czarne dziury i galaktyki. Astronomowie i fizycy uważają przy tym, że ciemna materia mogła być znacznie zimniejsza niż ta normalna. Oznacza to, że właśnie ciemna materia potrafiła znacznie łatwiej zbierać się razem w młodym kosmosie i tworzyć olbrzymie struktury znane jako halo ciemnej materii. Grawitacja tych ciemnych struktur przyciągnęłaby z czasem normalną materię, w tym ogromne ilości gazu. W efekcie to pozwoliłoby na dobre zakorzenić się we Wszechświecie pierwszym galaktykom – i czarnym dziurom.
Astronomowie uważają zresztą, że takich dawnych galaktyk powinno być tam więcej. Sądzimy, że właśnie zobaczyliśmy wierzchołek góry lodowej, a te kilka galaktyk odkrytych do tej pory wokół supermasywnej czarnej dziury to po prostu te najjaśniejsze – dodaje współautorka badań Barbara Balmaverde.
Czytaj więcej:
- Cały artykuł
- Web of the giant: Spectroscopic confirmation of a large-scalestructure around the z=6.31 quasar SDSS J1030+0524
Źródło: Astronomy.com
Na zdjęciu: Sześć galaktyk, które według astronomów mogą być najjaśniejszymi galaktykami w większej grupie, znaleziono niedawno w okolicy supermasywnej czarnej dziury we wczesnym Wszechświecie. Po raz pierwszy naukowcy odkrywają tak zwartą grupę galaktyk powstałych niedługo po Wielkim Wybuchu. Źródło: ESO/L. Calçada
