Сверхмассивные черные дыры формируются из небольших черных дыр массой от сотен до десятков тысяч солнечных масс. Теоретически эти «зародыши» могут образовываться при слиянии черных дыр звездной массы. Для этого плотность объектов в ограниченной области космоса должна быть высокой, например, в шаровом звездном скоплении. Астрономы изучили древнейшую известную группу таких скоплений всего через 460 миллионов лет после Большого взрыва.
Дуга космических самоцветов (SPT0615-JD1) — одна из самых ярких галактик времен, когда Вселенной было всего 465 миллионов лет. Видим её благодаря эффекту гравитационного линзирования. Роль лупы играет скопление галактик SPT-CL J0615-5746, которое мы видим, когда Вселенной было около шести миллиардов лет. Дугу космических самоцветов впервые заметили на снимках телескопа «Хаббл» во время обзора RELICS. Теперь астрономы изучают её с помощью орбитальной обсерватории «Джеймс Уэбб».
Объект представляет собой очень плотную группу из пяти древних шаровых звездных скоплений. В них много молодых звёзд с низким содержанием металлов, что свидетельствует о том, что это одни из самых первых звёзд. Статья с описанием объекта. опубликована в журнале Nature.
Первые снимки «Уэбба» поразили нас. Мы увидели небольшую цепочку ярких точек, отраженную с одной стороны на другую. Космические самоцветы оказались звездными скоплениями! Без «Уэбба» мы бы не узнали об этом в такой молодой галактике. объяснилаАнжело Адамо, ведущий исследователь, астроном из Стокгольмского университета и Центра Оскара Клейна.
В ограниченном участке космоса, площадью меньше чем 230 световых лет, находится пять шаровых скоплений. По размерам этот участок сравним с отдельными звёздными скоплениями в галактиках той эпохи.
По оценкам, возраст скоплений составляет от девяти до тридцати шести миллионов лет. Масса каждого из них варьируется от одной до два с половиной миллионов солнечных масс. В совокупности они составляют примерно треть массы своей галактики. Их параметры подтверждают предположение, что компактные скопления звезд диаметром от 1,6 до 6,5 светового года — главные «производители» звезд в первых карликовых галактиках с низкой металличностью.
В звёздных скоплениях плотность достигает десятков тысяч масс звезд на квадратный парсек, превосходящую аналогичную величину в молодых шаровых скоплениях нынешней Вселенной, а также вблизи Млечного Пути, в тысячи раз.
Ученые предполагают, что высокая плотность в этих скоплениях приводит к частым сличениям черных дыр звездной массы. В подобных столкновениях, по предположению ученых, могут образовываться «зародыши» средней массы для будущих сверхмассивных черных дыр.
Результаты показывают, что шаровые протоскопления образовывались в слабых галактиках во время эпохи реионизации. Это дает представление о том, как эти галактики способствовали реионизации Вселенной. добавила Адамо.
Авторы новой работы убеждены, что ещё много подобных древних галактик можно детальнее изучить благодаря «Джеймсу Уэббу». Пока учёные собираются продолжить наблюдения за Дугой космических самоцветов с помощью других инструментов космического телескопа. Прежде всего, они хотят подтвердить красное смещение объекта и по ультрафиолетовому излучению подробнее изучить физические свойства скоплений. Наблюдения также позволят составить «карту» областей активного звездообразования.