JWST нашел признаки блуждающих сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной

Сверхмассивные черные дыры (СМЧД) в центрах галактик обычно считаются неподвижными, но теоретические модели предсказывают, что на ранних этапах эволюции они могут временно смещаться из-за несимметричного притока газа и частых слияний галактик. Новое исследование, выполненное с использованием космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), впервые обнаружило прямые наблюдательные признаки такого явления.

Команда астрономов проанализировала данные спектроскопии NIRSpec PRISM из обзора CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science). Они изучили двумерные спектры 90 галактик с красным смещением от 3 до 8, что соответствует эпохе, когда Вселенной было менее 2 миллиардов лет.

У 18 из этих галактик были выявлены признаки активных галактических ядер (АЯГ) по характерным линиям ионизации. Но самое интересное — у 14 из них обнаружено значительное пространственное смещение между излучением в ионизационных линиях (от АЯГ) и континуумом (от звезд). Величина смещения превышает 1,5 пикселя, что существенно превышает инструментальную погрешность.

Такое расхождение указывает на то, что центральная черная дыра находится не в геометрическом центре своей галактики, а смещена относительно звездного населения. Это согласуется с моделями, в которых СМЧД «блуждают» после слияний с меньшими галактиками или из-за асимметричных газовых потоков. Обнаруженные объекты, вероятно, представляют собой раннюю стадию роста черных дыр.

Результаты открывают новый метод поиска блуждающих черных дыр в ранней Вселенной — по пространственному смещению ионизационных сигнатур. Это позволит уточнить сценарии формирования и эволюции сверхмассивных черных дыр и их связи с родительскими галактиками.

Работа опубликована в репозитории препринтов arXiv и доступна для рецензирования. Дальнейшие наблюдения с высоким разрешением помогут подтвердить природу этих объектов и измерить массы черных дыр.