Телескоп JWST обнаружил взрывной рост черных дыр в эпоху «космического полдня»

Астрономы с помощью космического телескопа James Webb Space Telescope (JWST) заглянули на 10 миллиардов лет назад и обнаружили неожиданный феномен: сверхмассивные черные дыры в центрах галактик переживали период экстремально быстрого роста. Это происходило в эпоху, которую ученые называют «космическим полднем» — ключевой этап эволюции Вселенной.

«Мы хотим понять, как формировались звезды в этих галактиках, с какой скоростью и, главное, как росли черные дыры в их ядрах», — говорит ведущий исследователь проекта Эллисон Киркпатрик из Университета Канзаса.

Это период, наступивший через 2–3 миллиарда лет после Большого взрыва, когда галактики, подобные Млечному Пути, переживали бурное звездообразование. Половина всех звезд в современных галактиках, вероятно, родилась именно тогда. Однако из-за плотных облаков пыли, поглощающих видимый свет, детально изучить этот этап было почти невозможно — до появления JWST.

Инфракрасные камеры телескопа позволили заглянуть внутрь этих галактик. В рамках проекта MIRI EGS Galaxy and AGN (MEGA) ученые исследовали область Extended Groth Strip в созвездии Большой Медведицы, где сосредоточено около 10 000 галактик. Несмотря на скромный размер (примерно с диаметр Луны), этот участок стал одним из ключевых для изучения ранней Вселенной.

Черные дыры сами по себе не излучают свет, но материя, падающая в них, разогревается до миллионов градусов, создавая яркие области — активные галактические ядра (AGN). Данные JWST показали, что некоторые из этих AGN могли быть предками современных галактик, включая Млечный Путь.

• Скорость поглощения материи черными дырами в 5–10 раз выше, чем предполагали модели.
• Каждая третья галактика в выборке демонстрирует признаки слияний, что ускоряет рост черных дыр.
• Пыль скрывает до 70% излучения AGN, что раньше искажало оценки их активности.

Команда потратила месяцы на калибровку изображений. «Например, в каждом кадре есть царапина и «мертвые» пиксели, — объясняет исследователь Брен Бакхаус. — Сначала мы учим программу игнорировать их, затем анализируем свет в разных фильтрах».

1. Сбор сырых данных (67 часов наблюдений JWST).
2. Коррекция артефактов и шумов.
3. Создание каталога яркости объектов.

Пока данные остаются закрытыми для научного сообщества, но любой желающий может присоединиться к проекту Cosmic Collisions на платформе Zooniverse и участвовать в классификации галактик.

Исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal, меняет представление о том, как черные дыры и галактики влияли друг на друга в молодой Вселенной. JWST продолжает раскрывать тайны «космического полдня», и главные открытия еще впереди.