Астрономы достигли значимого прогресса в понимании формирования Вселенной в ее ранние эпохи благодаря новым данным, полученным с космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST).
Международная группа ученых под руководством Софии Джерис из Кембриджского университета выяснила, что в ранней Вселенной, существовавшей вскоре после Большого взрыва, было намного больше черных дыр небольшого размера, чем предполагалось ранее. Эта находка ставит под сомнение предыдущие представления о том, что в образовании галактик ключевую роль играли лишь сверхмассивные черные дыры.
Телескоп JWST, запущенный в 2021 году, уже предоставил исследователям множество масштабных наборов данных. На этот раз ученые обратились к третьему набору данных из обзора JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), который включает информацию более чем о 4000 спектрах, среди которых 2375 объектов с известными красными смещениями. Красное смещение помогает определить не только расстояние до объекта в пространстве, но и его положение во времени — что позволяет заглянуть в ранние этапы существования Вселенной.
Исследователи искали слабые активные галактические ядра (AGN) — черные дыры, которые активно поглощают материю в центрах галактик, но настолько тусклые, что раньше их обнаружить было невозможно. Для этого команда исключила из анализа уже известные яркие AGN, чтобы они не затмевали менее активные. Затем ученые наложили множество спектральных изображений галактик, сгруппированных по определенным характеристикам, включая уровень яркости и количество звезд, чтобы усилить сигнал слабых объектов.
Особое внимание уделялось спектральной линии Hα — ее наличие свидетельствует о том, что черная дыра активно поглощает газ и пыль. После исключения других возможных источников этого сигнала — сверхновых или мощных звездных ветров — специалисты получили убедительные доказательства существования тусклых AGN, которые ранее оставались незамеченными. И что особенно важно — большинство этих черных дыр оказались значительно меньшими по массе, чем те, что фиксировались в предыдущих исследованиях. Их масса составляла всего около миллиона солнечных, что делает их карликами по сравнению с известными сверхмассивными черными дырами.
