Teleskopy Chandra i Webb znalazły najbardziej odległą supermasywną czarną dziurę

[KopalniaWiedzy.pl 332]

W galaktyce UHZ1, znajdującej się w kierunku gromady galaktyk Abell 2744 (Gromada Pandory), odkryto najbardziej odległą supermasywną czarną dziurę. Zauważono ją w danych z teleskopu kosmicznego Chandra X-ray Observatory, który działa w zakresie promieniowania rentgenowskiego oraz w podczerwieni rejestrowanej przez Teleskop Webba. O ile Abell 2744 znajduje się w odległości 3,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi, to dane z Webba pokazały, że UHZ1 dzieli od nas aż 13,2 miliarda lat świetlnych.

Naukowcy wykorzystali dane zbierane przez dwa tygodnie przez Chandrę i wykryli w nich dowód na promieniowanie rentgenowskie, to niezaprzeczalny dowód na istnienie w centrum galaktyki rosnącej supermasywnej czarnej dziury. Sygnał jest niezwykle słaby, a udało się go wykryć dzięki soczewkowaniu grawitacyjnemu, które wzmocniło go 4-krotnie.

Na załączonym kompozytowym zdjęciu fioletowe części to zobrazowany w zakresie promieniowania rentgenowskiego gorący gaz w Gromadzie Pandory. Z kolei dzięki obserwacjom w podczerwieni widzimy setki galaktyk tworzących gromadę oraz nieliczne pojedyncze gwiazdy. Zaznaczono też niewielki obszar, w którym znajduje się galaktyka UHZ1. Na zdjęciach z Webba eksperci dostrzegli niewielki obiekt, czyli galaktykę UHZ1, a na zdjęciach z Chandry widać – większy od galaktyki – obszar promieniowania rentgenowskiego. Oczywiście czarna dziura jest znacznie mniejsza od swojej galaktyki macierzystej, a różnica na fotografiach wynika z faktu, że Chandra ma mniejszą rozdzielczość niż Webb.

Odkrycie tak odległej supermasywnej czarnej dziury pomoże zrozumieć, w jaki sposób powstają takie obiekty. Trzeba pamiętać, że mogą mieć one masę miliardy razy większą niż masa Słońca. Czarna dziura w UHZ1 pokazuje, że tak masywne obiekty mogły powstawać niedługo po Wielkim Wybuchu. Naukowcy zastanawiają się, czy supermasywne czarne dziury powstały bezpośrednio z zapadnięcia się olbrzymich chmur gazu, w wyniku czego powstałyby dziury o masie od około 10 tysięcy do około 100 tysięcy mas Słońca czy też pochodzą z eksplozji pierwszych gwiazd, tworzących w ten sposób dziury o masie od 10 do 100 mas Słońca?

Dotychczasowe badania czarnej dziury w UHZ1 wskazuje, że jej masa wynosi od 10 do 100 milionów mas Słońca. Ma więc masę podobną do masy wszystkich gwiazd w swojej galaktyce. To wyraźna dysproporcja z tym, co obserwujemy w młodszych galaktykach, w których masa czarnych dziur stanowi ułamek procenta masy ich gwiazd. Czarna dziura w UHZ1 musiała więc od samego początku mieć olbrzymią masę. W połączeniu z dużą ilością promieniowania rentgenowskiego zarejestrowanego przez Chandrę i dużą jasnością wykrytą przez Webba, obiekt ten pasuje to sformułowanej w 2017 roku hipotezy o olbrzymich czarnych dziurach powstających z zapadnięcia się olbrzymiej chmury gazu.

« powrót do artykułu