Najodleglejsza dotąd czarna dziura

Wizja artystyczna przedstawiająca najodleglejszą dotąd odkrytą supermasywną czarną dziurę. To element kwazaru z czasów 690 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Źródło: Robin Dienel/Carnegie Institution for Science

Naukowcy odkryli rzadki relikt po wczesnym wszechświecie: najodleglejszą jak dotąd odkrytą supermasywną czarną dziurę. Ta pożerająca materię bestia charakteryzuje się masą 800 milionów razy większą od masy Słońca – co jest zdumiewającą wartością zważając na tak młody wie. Badacze ogłosili swoje odkrycie w artykule opublikowanym w periodyku Nature.

„Ta czarna dziura rozrosła się znaczniej niż się spodziewaliśmy w ciągu zaledwie 690 milionów lat po Wielkim Wybuchu, i stanowi poważne wyzwanie dla naszych teorii opisujących powstawanie czarnych dziur” mówi współautor opracowania Daniel Stern z NASA Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie.

Astronomowie połączyli dane zebrane za pomocą Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) z danymi z teleskopów naziemnych i zidentyfikowali potencjalne odległe obiekty badań. Następnie owe obiekty były obserwowane za pomocą teleskopów Magellana w Chile. Eduardo Banados, astronom z Obserwatorium Carnegie odpowiadał za wyłuskiwanie spośród setek milionów obiektów obserwowanych przez WISE tych obiektów, które warto byłoby zbadać dokładniej za pomocą teleskopów Magellana.

Aby czarne dziury mogły stać się tak duże w tak wczesnym Wszechświecie, musiały tam istnieć szczególne warunki – jednak jak na razie stanowią one wielką niewiadomą.

Nowo odkryta czarna dziura intensywnie pożera materię w centrum swojej galaktyki, która tym samym klasyfikowana jest jako kwazar. Kwazar ten jest szczególnie interesujący ponieważ pochodzi z czasów kiedy Wszechświat dopiero zaczynał wyłaniać się ze swoich wieków ciemnych. Odkrycie to dostarczy nam istotnych informacji o warunkach panujących we Wszechświecie, którego wiek stanowił zaledwie 5% jego obecnego wieku.

„Kwazary to jedne z najjaśniejszych i najodleglejszych znanych am obiektów kosmicznych kluczowych do zrozumienia wczesnej historii Wszechświata” mówi współautor opracowania Bram Vehemens z Instytutu Maxa Plancka w Niemczech.

Wszechświat rozpoczął się jako gorąca zupa cząstek, która gwałtownie powiększyła się w okresie zwanym inflacją. Około 400 000 lat po Wielkim Wybuchu, owe cząstki ostygły i utworzyły obojętny gaz wodorowy. Jednak Wszechświat pozostał ciemny, bez żadnych jasnych źródeł, aż do czasu gdy grawitacja skondensowała materię w pierwsze gwiazdy i galaktyki. Energia uwolniona przez te dawne galaktyki zjonizowała atomy obojętnego wodoru. Gaz ten pozostał w tym stanie do dzisiaj. Po tym jak Wszechświat uległ rejonizacji, fotony mogły zacząć swobodnie przemieszczać się w przestrzeni kosmicznej. Dopiero wtedy Wszechświat stał się przezroczysty dla światła.

Znaczna część wodoru otaczającego nowo odkryty kwazar jest obojętna. Oznacza to, że jest to nie tylko najodleglejszy kwazar, ale jest to jedyny tego typu obiekt, który możemy obserwować w czasach sprzed rejonizacji.

Odległość do kwazaru określana jest na podstawie przesunięcia ku czerwieni (redshift), miary tego jak bardzo długość fali światła została rozciągnięta przez rozszerzający się Wszechświat zanim dotrze do Ziemi. Im wyższy redshift, tym większa odległość i tym dalej astronomowie patrzą w przeszłość. Nowo odkryty kwazar ma redshift 7,54 – bazując na odkryciu zjonizowanego węgla w galaktyce macierzystej tej masywnej czarnej dziury. Oznacza to, że zanim światło kwazara do nas dotarło, minęło ponad 13 miliardów lat.

Naukowcy szacują, że na niebie istnieje od 20 do 100 kwazarów równie jasnych i odległych co ten. Odkrycie tego typu obiektów będzie możliwe za pomocą misji Euclid (ESA) oraz WFIRST (NASA).

Źródło: NASA

Komentarze

comments