Добавить новость
smi24.net
News in English
Сентябрь
2023

Powerful black holes might grow up in bustling galactic neighborhoods

0

As people, we are all shaped by the neighborhoods we grew up in, whether it was a bustling urban center or the quiet countryside. Objects in distant outer space are no different.

As an astronomer at the University of Arizona, I like to think of myself as a cosmic historian, tracking how supermassive black holes grew up.

Like you, every supermassive black hole lives in a home – its host galaxy – and a neighborhood – its local group of other galaxies. A supermassive black hole grows by consuming gas already inside its host galaxy, sometimes reaching a billion times heavier than our Sun.

Theoretical physics predicts that black holes should take billions of years to grow into quasars, which are extra bright and powerful objects powered by black holes. Yet astronomers know that many quasars have formed in only a few hundred million years.

I’m fascinated by this peculiar problem of faster-than-expected black hole growth and am working to solve it by zooming out and examining the space around these black holes. Maybe the most massive quasars are city slickers, forming in hubs of tens or hundreds of other galaxies. Or maybe quasars can grow to huge proportions even in the most desolate regions of the universe.

Galaxy protoclusters

The largest object that can form in the universe is a galaxy cluster, containing hundreds of galaxies pulled by gravity to a common center. Before these grouped galaxies collapse into a single object, astronomers call them protoclusters. In these dense galaxy neighborhoods, astronomers see colliding galaxies, growing black holes and great swarms of gas that will eventually become the next generation of stars.

These protocluster structures grow much faster than we thought, too, so we have a second cosmic problem to solve – how do quasars and protoclusters evolve so quickly? Are they connected?

A simulation of a galaxy protocluster forming. In white, clouds of dark matter collapse and merge, while the red shows the motions of gas falling into the gravitational pull of the dark matter halos. TNG Collaboration, CC BY-NC-SA

To look at protoclusters, astronomers ideally obtain images, which show the galaxy’s shape, size and color, and a spectrum, which shows the galaxy’s distance from Earth through specific wavelengths of light, for each galaxy in the protocluster.

With telescopes like the James Webb Space Telescope, astronomers can see galaxies and black holes as they were billions of years ago, since the light emitted from distant objects must travel billions of light-years to reach its detectors. We can then look at protoclusters’ and quasars’ baby pictures to see how they evolved at early times.

An example of a galaxy image and spectrum from the ASPIRE program at the University of Arizona. The inset shows the infrared image of a galaxy 800 million years after the Big Bang. The spectrum shows signatures of hydrogen and oxygen emission lines, whose wavelengths translate mathematically to a 3D location in space. J. Champagne/ASPIRE/University of Arizona

It is only after looking at spectra that astronomers determine whether the galaxies and quasars are actually close together in three-dimensional space. But getting spectra for every galaxy one at a time can take many more hours than any astronomer has, and images can show galaxies that look closer together than they actually are.

So, for a long time, it was only a prediction that massive quasars might be evolving at the centers of vast galactic cities.

An unprecedented view of quasar environments

Now, Webb has completely revolutionized the search for galaxy neighborhoods because of an instrument called a wide-field slitless spectrograph.

This instrument takes spectra of every galaxy in its field of view simultaneously so astronomers can map out an entire cosmic city at once. It encodes the critical information about galaxies’ 3D locations by capturing the light emitted from gas at specific wavelengths – and in only a few hours of observing time.

The first Webb projects are hoping to look at quasar environments focused on a period about 800 million years after the Big Bang. This time period is a sweet spot in which astronomers can view these monster quasars and their neighbors using the light emitted by hydrogen and oxygen. The wavelengths of these light features show where the objects emitting them are along our line of sight, allowing astronomers to complete the census of where galaxies live relative to bright quasars.

One such ongoing project is led by the ASPIRE team at the University of Arizona’s Steward Observatory. In an early paper, they found a protocluster around an extremely bright quasar and confirmed it with 12 galaxies’ spectra.

Another study detected over a hundred galaxies, looking toward the single most luminous quasar known in the early universe. Twenty-four of those galaxies were close to the quasar or in its neighborhood.

The neighborhood of galaxies around J0305-3150, a quasar identified approximately 800 million years after the Big Bang. STScI/NASA

In ongoing work, my team is learning more details about mini galaxy cities like these. We want to figure out if individual galaxies show high rates of new star formation, if they contain large masses of old stars or if they are merging with one another. All these metrics would indicate that these galaxies are still actively evolving but had already formed millions of years before we observed them.

Once my team has a list of the properties of the galaxies in an area, we’ll compare these properties with a control sample of random galaxies in the universe, far away from any quasar. If these metrics are different enough from the control, we’ll have good evidence that quasars do grow up in special neighborhoods – ones developing much faster than the more sparse regions of the universe.

While astronomers still need more than a handful of quasars to prove this hypothesis on a larger scale, Webb has already opened a window into a bright future of discovery in glorious, high-resolution detail.

Jaclyn Champagne, JASPER Postdoctoral Researcher, University of Arizona

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.








Актер Алексей Чадов требует от бывшего друга выплатить ему сумму в 94 млн руб

Телеканал ТНТ и онлайн-кинотеатр KION объявляют дату премьеры комедийного сериала «Три сестры» с Ларисой Гузеевой и Павлом Деревянко

Южный филиал "ЛокоТех-Сервис" перевыполнил программу ремонта за первое полугодие 2025 года

В депо «Карасук» установлен новый колесотокарный станок


The anti-DEI movement has a new ally: The FCC

At Last We Know Why Shemar Turner Fell To The 2nd Round

American firms in China report record-low new investment plans for 2025, and doubts about their profitability

Jerome Powell is gaining some key backing on Capitol Hill from GOP senators


Боевик ВСУ лишился свободы на 15 лет за совершение теракта в Курской области

Ученый с мировым именем никогда не прерывал связи с родным Арцахом. К 120-летию рождения академика Андроника Иосифьяна

Екатеринбурженка заказала убийство бывшего мужа, чтобы не делить с ним ребенка

Майское утро...


В Pokémon TCG Pocket обновится система торговли карточками

В демоверсию Silver Palace можно будет поиграть 3 августа в Китае

Destiny 2 Phoneutria Fera god roll guide: Best perks, barrels, and magazines

The origin of 'AI Appreciation Day' isn't what you think: It was started by an Elon Musk admirer who camped outside of SpaceX Starbase for a year hoping to talk to the billionaire about AI regulation



Подводный праздник в Dhawa Ihuru: погружение за скидками

Московское «Динамо» потеряло очки в первом матче сезона с новичком РПЛ

Правительство разъяснило порядок выплат утильсбора.

Слуцкий высказался о новых санкциях, введённых против России.


«Путь к вершинам»: вдохновляющий проект для детей и подростков с ограниченными возможностями здоровья в Приэльбрусье

Токио собирался купить "никому не нужный металлом": СМИ Китая напомнили о величайшем унижении японской дипломатии от России

Сбежавший кенгуру Сидней не только научился плавать, но и обучает этому сородичей в зоопарке

«Путь к вершинам»: вдохновляющий проект для детей и подростков с ограниченными возможностями здоровья в Приэльбрусье


Собянин рассказал о работе детских спортивно-патриотических лагерей

«В кругу семьи»: семейный кинофестиваль в Ярославле собрал тысячи зрителей

Бразилия ставит на место: Лула да Силва призвал Трампа не считать себя «императором всего мира»

19 июля: какой праздник отмечают в России и мире


Вероника Кудерметова: безумно рада выиграть Уимблдон. Для всех это особенный турнир

Вероника Кудерметова: Уимблдон — особенный турнир

Пройдёт ли россиянка в полуфинал турнира в Гамбурге? Александрова — Бондарь: прогноз и ставка

Рублев пробился в полуфинал турнира в Лос-Кабосе.


Синоптики предупредили москвичей о рекордных ливнях

корр максим

Работы по обновлению ветхой постройки завершили на севере Москвы

«В кругу семьи»: семейный кинофестиваль в Ярославле собрал тысячи зрителей


Музыкальные новости

Менеджер Артиста. Менеджер по работе с артистами.

Снуп Догг стал владельцем футбольного клуба «Суонси Сити»

Невеста и будущая теща Григория Лепса поддержали певца в день его 63-летия

Юрия Лозу обманули мошенники


Правительство разъяснило порядок выплат утильсбора.

Московское «Динамо» потеряло очки в первом матче сезона с новичком РПЛ

Подводный праздник в Dhawa Ihuru: погружение за скидками

Слуцкий высказался о новых санкциях, введённых против России.


«Путь к вершинам»: вдохновляющий проект для детей и подростков с ограниченными возможностями здоровья в Приэльбрусье

Ксения Непотребная, актриса из Нижегородской области, приняла участие в новом сезоне «Букиных» на ТНТ!

Ефремов тайно простился с режиссером Миттой

«Музы хоккея»: Юлианна Караулова выступила в роли спортивного комментатора в новых эпизодах мультсериала «Чемпионы»


В Москве наказали водителей, которые подрались на фоне Кремля

Новые изменения в правилах дорожного движения от правительства

В России введут более строгие нормы для перевозки детей в авто.

Правительство разъяснило порядок выплат утильсбора.


Полетели! Бересту дали Героя. Объявлен заморный период. Противогаз в массы. А вы не ищите...

Маршрут от Ноябрьска до Москвы на автомобиле станет короче

Мединский отметил, что Путин лучше многих историков разбирается в прошлом.

Губернатор Авдеев рассказал о поджоге Киева в XII веке.


Ситуация в медицине в России: преодоление новых вызовов хуже, чем во время COVID-19.



Выездные консультации ведущих московских врачей «Будь Здоров» в Каменске-Уральском

Источник 360.ru: в московской клинике пациентов снимали скрытой камерой

Проверь здоровье: диспансеризацию можно пройти в парках Москвы и Подмосковья

Суд в Перми направил налоговое дело совладельца аптечной сети в Москву.


В Киеве пожаловались, что Европа не хочет отдать им российские активы

Раскрыта роль Зеленского в убийстве полковника СБУ Воронича в Киеве

Все получат по заслугам. Россия заявила о праве бить по странам, которые помогают Киеву. Свежая сводка с фронтов СВО от военкоров


"Динамо" и "Балтика" сыграли вничью в матче-открытии нового сезона РПЛ

Сергей Собянин сообщил о планах расширения сети летних лагерей для подростков

Московское «Динамо» потеряло очки в первом матче сезона с новичком РПЛ

Гафин поделился ожиданиями от встречи "Динамо" с "Балтикой" в РПЛ.


Лукашенко утвердил указ о повышенном обеспечении вооруженных сил в условиях военного времени.

Лукашенко настоятельно призвал жестко остановить воровство в аграрной сфере.

Лукашенко жестко поставил задачу по уборке урожая со словами «умри, но сделай»

Лукашенко потребовал от чиновников «не потерять картофель»


Сергей Собянин: К началу учебного года подготовим 30 детских садов и школ

Собянин: Еще два БЛПА уничтожены силами ПВО Минобороны на подлете к Москве

Собянин сообщил о втором сбитом на подлете к Москве беспилотнике

Сергей Собянин сообщил о планах расширения сети летних лагерей для подростков


Два краснокнижных стервятника поселились в Московском зоопарке впервые за 50 лет

В парке Кузьминки в Москве обнаружили официально исчезнувший вид рыбы

Компании Москвы разрабатывают уникальное оборудование для очистки воды

В экоточках Москвы теперь можно сдать на переработку электроприборы


19 июля: какой праздник отмечают в России и мире

Жители Воскресенска могут получить консультацию врача, не выходя из дома

корр максим

Представитель Рязанской области Захар Петров завоевал две золотых медали на Чемпионате России по гребле


Прокуратура подсчитала риски нацпроектов в Архангельской области

Органами прокуратуры в сфере надзора за исполнением законодательства при реализации национальных проектов в первом полугодии 2025 года выявлено более тысячи нарушений

Защищённый планшет Saotron RT-W11J на базе ОС Windows10

Владимир Ефимов: На станции «Рублево-Архангельское» стартовали монолитные работы


Прогноз погоды в Крыму на 17 июля

Традиции народов Марокко и Мавритании в пересказе российского путешественника

Коктебель частично останется без электричества: в Симферополе, Евпатории, Керчи, Джанкое, Феодосии и Севастополе отключат свет 18 июля

Новый археологический парк создан в Севастополе


Вспышка неизвестной инфекции произошла на борту лайнера по пути в Мексику

19 июля: какой праздник отмечают в России и мире

Историческая и человеческая справедливость восторжествовала

корр максим














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *