В 1974 году астрономы обнаружили массивный источник излучения радиоволн, исходящий из центра нашей галактики. В течение нескольких десятилетий был сделан вывод, что источник радиоволн соответствует особенно большой вращающейся черной дыре. Эта черная дыра, известная как Стрелец А, настолько велика, что подойдет только обозначение «сверхмассивный». С момента своего открытия астрономы пришли к выводу, что сверхмассивные черные дыры (SMBH) лежат в центре почти всех известных массивных галактик.
Но благодаря недавней радиопередаче, проведенной группой исследователей из Университета Кейптауна и Университета Западного Кейпа в Южной Африке, было установлено, что в регионе далекой вселенной все SMBH вращаются по радио. струи в том же направлении. Это открытие, которое показывает расположение струй галактик на большом пространстве, является первым в своем роде и может многое рассказать нам о ранней Вселенной.
Это исследование, которое недавно появилось в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества, стало возможным благодаря трехлетнему глубокому радиоизображению, проведенному Гигантским Metrewave Radio Telescope (GMRT) в Индии. После изучения радиоволн, приходящих из области космоса под названием ELAIS-N1, южноафриканская исследовательская группа обнаружила, что все струи, производимые этими галактиками, были выровнены.
Этот вывод можно объяснить только тем, что все создавшие их SMBH вращались в одном направлении, что, в свою очередь, показывает нечто довольно интересное о том, как появились эти черные дыры. По сути, единственной вероятной причиной, по которой несколько SMBH могли вращаться в одном и том же направлении на большом пространстве, является то, что они были результатом изначальных колебаний массы в ранней вселенной.
Профессор Эндрю Русс Тейлор - совместный председатель UWC / UCT SKA, директор недавно созданного Межуниверситетского института интенсивной астрономии данных и главный автор исследования Ежемесячных уведомлений - объяснил: «Поскольку эти черные дыры не знают друг о друге или каким-либо способом обмениваться информацией или напрямую влиять друг на друга в таких огромных масштабах, это выравнивание спинов должно было произойти во время образования галактик в ранней вселенной ».
Это было довольно удивительно, и исследовательская группа не была к этому готова. Первоначально целью проекта было исследование самых слабых радиоисточников во вселенной с использованием радиотелескопов последнего поколения; что, как надеялись, обеспечит предварительный просмотр того, что телескопы следующего поколения, такие как телескоп MeerKAT в Южной Африке и квадратный километраж (SKA), предоставят их после выхода в онлайн.
В то время как предыдущие исследования показали, что существуют отклонения в ориентации некоторых галактик, астрономы впервые смогли использовать струи, образованные отверстиями SMBA, чтобы показать их выравнивание. Отметив симметрию, которая была очевидна между ними, исследовательская группа рассмотрела несколько вариантов того, почему может быть выравнивание в галактиках (даже в масштабах, больших, чем скопления галактик).
Однако важно отметить, что крупномасштабное распределение спинов такого рода никогда не было предсказано теориями. Такое неизвестное явление, безусловно, представляет собой проблему, когда дело доходит до преобладающих теорий о происхождении Вселенной, которые должны быть несколько пересмотрены, чтобы объяснить это.
В то время как более ранние исследования выявили отклонения от однородности в ориентациях галактик, это был первый случай, когда радиоструи использовались для измерения их выравнивания. Это стало возможным благодаря чувствительности используемых радиоизображений, чему также способствовал тот факт, что на измерения интенсивности радиоизлучений не влияют такие вещи, как рассеяние, вымирание и вращение Фарадея (что могло повлиять на другие исследования).
Кроме того, наличие выравниваний такого рода может пролить свет на ориентацию и эволюцию этих галактик, особенно в отношении крупномасштабных структур. Они также могли бы помочь астроному узнать больше о движениях в колебаниях первичной материи, которые привели к существующей структуре Вселенной. Как отмечают Тейлор и другие авторы статьи, будет интересно сравнить это с предсказаниями структуры углового момента из моделирования вселенной.
В последние годы было разработано несколько симуляций для моделирования структуры Вселенной с большими продажами и того, как она развивалась. К ним относятся, помимо прочего, проект FastSound, который проводил исследование галактик во Вселенной с использованием оптоволоконного спектрографа (FMOS) телескопа Subaru, а также проект DESI, который будет опираться на телескоп Mayall на Китт-Пик. Национальная обсерватория в Аризоне, чтобы составить карту истории Вселенной за 11 миллиардов лет и создать чрезвычайно точную трехмерную карту.
А еще есть Австралийский квадратно-километровый массив лучей (ASKAP), радиотелескоп, который в настоящее время вводится в эксплуатацию Организацией научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO) в Радиоастрономической обсерватории Мурчисона (MRO) в Западной Австралии. По завершении массив ASKAP объединит высокую скорость съемки и высокую чувствительность для изучения ранней Вселенной.
В ближайшие годы эти проекты, в сочетании с этой новой информацией о выравнивании сверхмассивных черных дыр, могут пролить некоторый серьезный свет на то, как возникла Вселенная от создания до наших дней. Как говорит Тейлор: «Мы начинаем понимать, как возникла крупномасштабная структура вселенной, начиная с Большого взрыва и растя в результате беспорядков в ранней вселенной, до того, что мы имеем сегодня, и это помогает мы исследуем, какой будет вселенная завтрашнего дня ».
