Глубокая радиосъемка ученых Университета Кейптауна и Университета Западно-Капской провинции в Южной Африке показала, что сверхмассивные черные дыры в далекой области Вселенной вытянули радиоджеты в одном направлении — вероятнее всего, вследствие первичных флуктуаций массы в ранней Вселенной. Астрономы опубликовали свои результаты в Ежемесячных заметках Королевского астрономического общества.

Новый результат является первым в своем роде открытием выравнивания джетов в галактиках в большом объеме космоса, которое стало возможно благодаря трехлетнему исследованию радиоволн, прибывающих из региона под названием ELAIS-N1, с использованием телескопа GMRT.

Джеты производятся сверхмассивными черными дырами в центрах этих галактик, и единственное объяснение такого выравнивания заключается в том, что сверхмассивные черные дыры вращаются в одном направлении, говорит профессор Эндрю Расс Тейлор, директор недавно запущенного Межвузовского института астрономии с интенсивной обработкой данных и главный автор исследования.

«Поскольку эти черные дыры не знают о существовании друг друга, не обмениваются информацией и не влияют друг на друга на таких больших масштабах, выравнивание вращений должно было произойти в процессе формирования этих галактик в ранней Вселенной», отмечает он.

Это означает, что существует когерентное вращение структур в таком объеме пространства, который был сформирован из первичных флуктуаций масс, которые дали начало крупномасштабной структуре Вселенной.

Вместе с соавтором исследования — и докторантом UCT, в настоящее время работающим в Национальной радиоастрономической обсерватории в Сокорро, Нью-Мексико, США, — Прешантом Джаганнатаном группа ученых выявила выравнивание сразу после того, как был сделан снимок. В пределах крупномасштабной структуры наблюдали области, в которых оси вращения галактик были выровнены.

Открытие стало незапланированным: изначально целью исследования было изучение слабых радиоисточников Вселенной с использованием наилучших доступных телескопов — первый взгляд на ту Вселенную, которую раскроют радиотелескоп MeerKAT и Square Kilometre Array (SKA), самые мощные в мире радиотелескопы.

Ранее в ходе исследований уже выявляли отклонения от однородности (так называемая изотропия) в ориентации галактик. Но эти чувствительные радиоснимки предлагают первую возможность использовать джеты для выявления выравниваний галактик на физических масштабах до 100 Мпк. И измерения общей интенсивности радиоизлучений галактических джетов имеют преимущество: на них не влияют такие эффекты, как рассеяние, и прочие помехи для других исследований.

Наличие выравнивания и прочих неожиданных ориентаций могут пролить свет на ориентацию и эволюцию галактик, в рамках крупномасштабных структур, а также движения в первичных флуктуациях материи, которые дали начало структурам Вселенной.

Что же это за крупномасштабные воздействия окружения во время формирования или эволюции галактики, которые могли оставить такой эффект? Вариантов пока несколько: космические магнитные поля; поля, связанные с экзотическими частицами (аксионами); космические струны — и это неполный список кандидатов, которые могли привести к выравниванию среди галактик на масштабах даже больших, чем скопления галактик.