Astronomi su otkrili najudaljeniju crnu rupu do sada viđenu na rendgenskim zracima, koristeći NASA teleskope. Crna rupa je u ranoj fazi rasta što nikada ranije nije zabeleženo, gde je njena masa slična masi njene galaksije domaćina.
Ovaj rezultat može objasniti kako su se formirale neke od prvih supermasivnih crnih rupa u svemiru.
Kombinovanjem podataka NASA-ine rendgenske opservatorije Chandra i NASA-inog svemirskog teleskopa Džejms Veb, tim istraživača je uspeo da pronađe izdajnički potpis rastuće crne rupe samo 470 miliona godina nakon velikog praska.
„Trebao nam je Veb da pronađemo ovu izuzetno udaljenu galaksiju i Chandra da pronađemo njenu supermasivnu crnu rupu“, rekao je Akos Bogdan iz Centra za astrofiziku | Harvard & Smithsonian (CfA) koji vodi novi rad dostupan na arKsiv preprint serveru i predviđen za objavljivanje u časopisu Nature Astronomi koji opisuje ove rezultate. „Takođe smo iskoristili kosmičku lupu koja je povećala količinu svetlosti koju smo otkrili. Ovaj efekat uvećanja poznat je kao gravitaciono sočivo.“
Bogdan i njegov tim pronašli su crnu rupu u galaksiji pod nazivom UHZ1 u pravcu galaktičkog jata Abel 2744, koji se nalazi 3,5 milijardi svetlosnih godina od Zemlje. Vebovi podaci su, međutim, otkrili da je galaksija mnogo udaljenija od jata, na 13,2 milijarde svetlosnih godina od Zemlje, kada je univerzum bio samo 3% svoje sadašnje starosti.
Zatim su tokom dve nedelje posmatranja sa Chandrom pokazalo prisustvo intenzivnog, pregrejanog gasa koji emituje rendgenske zrake u ovoj galaksiji – zaštitni znak rastuće supermasivne crne rupe. Svetlost iz galaksije i rendgenski zraci gasa oko njene supermasivne crne rupe su uvećani za oko četiri faktora intervencijom materije u Abel 2744 (zbog gravitacionog sočiva), poboljšavajući infracrveni signal koji je otkrio Veb i omogućavajući Čandri da otkrije slab izvor rendgenskih zraka.
Ovo otkriće je važno za razumevanje kako neke supermasivne crne rupe mogu dostići kolosalne mase ubrzo nakon velikog praska. Da li se formiraju direktno od kolapsa masivnih oblaka gasa, stvarajući crne rupe teške između oko 10.000 i 100.000 sunaca? Ili potiču od eksplozija prvih zvezda koje stvaraju crne rupe teške samo između 10 i 100 sunaca?
„Postoje fizička ograničenja u pogledu toga koliko brzo crne rupe mogu da rastu nakon što se formiraju, ali one koje su rođene masivnije imaju prednost. To je kao da posadite mladicu, kojoj je potrebno manje vremena da preraste u drvo pune veličine nego da počeli ste samo sa semenom“, rekao je Endi Gulding sa Univerziteta Prinston. Goulding je koautor Nature Astronomi rada i glavni autor novog rada u The Astrophisical Journal Letters koji izveštava o udaljenosti i masi galaksije koristeći Vebov spektar.
Bogdanov tim je pronašao jake dokaze da je novootkrivena crna rupa nastala kao masivna. Procenjuje se da njegova masa pada između 10 i 100 miliona sunaca, na osnovu sjaja i energije rendgenskih zraka. Ovaj opseg mase je sličan rasponu svih zvezda u galaksiji u kojoj živi, što je u potpunoj suprotnosti sa crnim rupama u centrima galaksija u obližnjem univerzumu koje obično sadrže samo oko deseti deo procenta njihove mase. domaćin zvezda galaksije.
Velika masa crne rupe u mladosti, plus količina rendgenskih zraka koje proizvodi i sjaj galaksije koju je otkrio Veb, svi se slažu sa teorijskim predviđanjima iz 2017. koautora Prijamvade Natarajana sa Univerziteta Jejl za “ Ogromna crna rupa“ koja je nastala direktno od kolapsa ogromnog oblaka gasa.
„Mislimo da je ovo prvo otkrivanje ‘velike crne rupe’ i najbolji dokaz do sada da se neke crne rupe formiraju od masivnih oblaka gasa“, rekao je Natarajan. „Prvi put vidimo kratku fazu u kojoj supermasivna crna rupa teži otprilike koliko i zvezde u njenoj galaksiji, pre nego što zaostane.“
Istraživači planiraju da iskoriste ove i druge rezultate koje stižu od Veba i onih koji kombinuju podatke sa drugih teleskopa kako bi popunili širu sliku ranog univerzuma. Kredit: Chandra Ks-rai Center
NASA-in svemirski teleskop Habl je ranije pokazao da je svetlost iz udaljenih galaksija veoma uvećana materijom u intervenišućem galaksijskom jatu, pružajući deo motivacije za posmatranja Veba i Čandra koja su ovde opisana.
