Međunarodni tim astronoma koristio je NASA/ESA/CSA svemirski teleskop Džejms Veb da pronađe dokaze za tekuće spajanje dve galaksije i njihovih masivnih crnih rupa kada je svemir bio star samo 740 miliona godina. Ovo označava najudaljenije otkrivanje spajanja crne rupe ikada dobijeno i prvi put da je ovaj fenomen otkriven tako rano u svemiru.
Astronomi su pronašli supermasivne crne rupe čija je masa od miliona do milijardi puta veća od mase Sunca u većini masivnih galaksija u lokalnom univerzumu, uključujući i našu galaksiju Mlečni put. Ove crne rupe su verovatno imale veliki uticaj na evoluciju galaksija u kojima se nalaze. Međutim, naučnici još uvek ne razumeju u potpunosti kako su ovi objekti narasli da postanu tako masivni.
Otkriće ogromnih crnih rupa koje su već postojale u prvih milijardu godina nakon Velikog praska ukazuje na to da se takav rast morao desiti veoma brzo i veoma rano. Sada, svemirski teleskop Džejms Veb baca novo svetlo na rast crnih rupa u ranom univerzumu.
Nova Vebova zapažanja pružila su dokaze za tekuće spajanje dve galaksije i njihovih masivnih crnih rupa kada je univerzum bio star samo 740 miliona godina. Sistem je poznat kao ZS7. Studija je objavljena u časopisu Mesečna obaveštenja Kraljevskog astronomskog društva.
Masivne crne rupe koje aktivno akreiraju materiju imaju karakteristične spektrografske karakteristike koje omogućavaju astronomima da ih identifikuju. Za veoma udaljene galaksije, poput onih u ovoj studiji, ovi potpisi su nedostupni sa zemlje i mogu se videti samo kod Veba.
„Pronašli smo dokaze o veoma gustom gasu sa brzim kretanjima u blizini crne rupe, kao i o vrućem i visoko jonizovanom gasu osvetljenom energetskim zračenjem koje tipično proizvode crne rupe u svojim epizodama akrecije“, objasnila je glavna autorka Hana Ibler iz Univerzitet u Kembridžu u Velikoj Britaniji „Zahvaljujući neviđenoj oštrini svojih mogućnosti snimanja, Veb je takođe dozvolio našem timu da prostorno odvoji dve crne rupe.
Tim je otkrio da jedna od dve crne rupe ima masu koja je 50 miliona puta veća od mase Sunca. „Masa druge crne rupe je verovatno slična, iako ju je mnogo teže izmeriti jer je ova druga crna rupa zakopana u gustom gasu“, objasnio je član tima Roberto Majolino sa Univerziteta Kembridž i Univerzitetskog koledža u Londonu u Ujedinjenom Kraljevstvu.
„Naši nalazi sugerišu da je spajanje važan put kroz koji crne rupe mogu brzo da rastu, čak i u kosmičku zoru“, objasnio je Ibler. „Zajedno sa drugim Vebovim nalazima aktivnih, masivnih crnih rupa u dalekom univerzumu, naši rezultati takođe pokazuju da su masivne crne rupe oblikovale evoluciju galaksija od samog početka.
„Zvezdana masa sistema koji smo proučavali je slična masi našeg suseda Velikog Magelanovog oblaka“, rekao je član tima Pablo G. Perez-Gonzalez iz Centro de Astrobiologia (CAB), CSIC/INTA, u Španiji. „Možemo pokušati da zamislimo kako bi na evoluciju spajanja galaksija moglo uticati ako bi svaka galaksija imala jednu supermasivnu crnu rupu koja je velika ili veća od one koju imamo u Mlečnom putu.
Tim takođe primećuje da kada se dve crne rupe spoje, one će takođe generisati gravitacione talase. Ovakvi događaji će se moći detektovati sa sledećom generacijom opservatorija gravitacionih talasa, kao što je predstojeća misija Laser Interferometer Space Antenna (LISA), koju je nedavno odobrila Evropska svemirska agencija i koja će biti prva svemirska opservatorija posvećena proučavanju gravitacije. talasi.
„Vebovi rezultati nam govore da bi lakši sistemi koje LISA detektuje trebalo da budu mnogo češći nego što se ranije pretpostavljalo“, rekla je vodeći naučnik projekta LISA Nora Luetzgendorf iz Evropske svemirske agencije u Holandiji. „To će nas najverovatnije naterati da prilagodimo naše modele za LISA stope u ovom opsegu mase. Ovo je samo vrh ledenog brega.“
Ovo otkriće je proizašlo iz zapažanja napravljenih u sklopu Galaksije sa programom NIRSpec Integral Field Spectroscopi. Tim je nedavno dobio novi Veliki program u Vebovom ciklusu 3 posmatranja, da detaljno prouči odnos između masivnih crnih rupa i njihovih galaksija domaćina u prvih milijardu godina.
Važna komponenta ovog programa biće sistematska pretraga i karakterizacija spajanja crnih rupa. Ovaj napor će odrediti brzinu kojom se spajanje crnih rupa dešava u ranim kosmičkim epohama i proceniće ulogu spajanja u ranom rastu crnih rupa i brzinu kojom se gravitacioni talasi proizvode od praskozorja vremena.
