Czarna dziura tak obżarła się materią, że zapadła w sen. Naukowcy odkryli monstrum
Najnowsze odkrycie, dokonane za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, rzuca nowe światło na to, jak wyglądały galaktyki i czarne dziury tuż po Wielkim Wybuchu.
Naukowcy odkryli ogromną czarną dziurę we wczesnym wszechświecie, która „drzemie” po obżarciu się zbyt dużą ilością materii. Podobnie jak niedźwiedź objadający się łososiem przed hibernacją na zimę lub bardzo potrzebna drzemka po kolacji wigilijnej, ta czarna dziura przejadła się do tego stopnia, że leży uśpiona w swojej galaktyce-gospodarzu.
Międzynarodowy zespół astronomów pod przewodnictwem naukowców z Uniwersytetu Cambridge wykorzystał Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, należący do NASA/ESA/CSA, do wykrycia czarnej dziury we wczesnym wszechświecie, zaledwie 800 mln lat po Wielkim Wybuchu.
Znajduje się ona w galaktyce o uroczej nazwie (uwaga, to nie jest ciąg przypadkowych znaków) JADES GN+189.09144+62.22811 1001830.
Czarna dziura jest ogromna i ma masę 400 mln razy większą od masy naszego Słońca, co czyni ją jedną z najmasywniejszych czarnych dziur odkrytych przez Webba w tym momencie rozwoju wszechświata.
Czarna dziura jest tak ogromna, że stanowi około 40 proc. całkowitej masy swojej galaktyki macierzystej. Dla porównania większość czarnych dziur w lokalnym wszechświecie stanowi około 0,1 proc. masy swojej galaktyki macierzystej.
Jednak pomimo gigantycznych rozmiarów czarna dziura pożera gaz, którego potrzebuje do wzrostu, w bardzo wolnym tempie – około 100 razy poniżej swojego teoretycznego maksymalnego limitu, co sprawia, że jest ona w zasadzie uśpiona.
Tak masywna czarna dziura na tak wczesnym etapie istnienia wszechświata, ale nierosnąca, podważa istniejące modele rozwoju czarnych dziur. Wyniki badania zostały opublikowane w czasopiśmie Nature.
Wczesny wszechświat zdołał wyprodukować kilka absolutnych potworów
Kiedy czarne dziury „śpią”, nie są tak jasne, co sprawia, że trudniej je dostrzec, nawet przy użyciu bardzo czułych teleskopów, takich jak Webb. Czarnych dziur nie można oczywiście zaobserwować bezpośrednio, ale zamiast tego wykrywa się je dzięki charakterystycznemu blaskowi wirującego dysku akrecyjnego, który tworzy się w pobliżu krawędzi czarnej dziury. Gaz w dysku akrecyjnym staje się niezwykle gorący i zaczyna świecić oraz emitować energię w zakresie ultrafioletowym.
Chociaż ta czarna dziura jest uśpiona, jej ogromne rozmiary umożliwiły nam jej wykrycie. Jej uśpiony stan pozwolił nam również dowiedzieć się więcej o masie galaktyki macierzystej. Jak się okazuje wczesny wszechświat zdołał wyprodukować kilka absolutnych potworów, nawet w stosunkowo małych galaktykach
- powiedział główny autor badania Ignas Juodzbalis.
Zgodnie ze standardowymi modelami, czarne dziury powstają z zapadniętych pozostałości martwych gwiazd. Jednak sam rozmiar tej czarnej dziury sugeruje, że obecne standardowe modele są niewystarczające do wyjaśnienia, w jaki sposób te potwory powstają i rosną.
Możliwe, że czarne dziury „rodzą się duże”, co może wyjaśniać, dlaczego Webb zauważył ogromne czarne dziury we wczesnym wszechświecie. Ale inną możliwością jest to, że przechodzą okresy nadaktywności, po których następują długie okresy uśpienia
- powiedział współautor badania, profesor Roberto Maiolino z Kavli Institute i Cambridge's Cavendish Laboratory.
Więcej o tajemnicach czarnych dziur przeczytasz na Spider's Web:
Czarna dziura większość czasu spędza na drzemce
Współpracując z kolegami z Włoch, naukowcy z Cambridge przeprowadzili szereg symulacji komputerowych, aby zbudować model tego, w jaki sposób ta uśpiona czarna dziura mogła osiągnąć tak ogromne rozmiary tak wcześnie we wszechświecie.
Odkryli, że najbardziej prawdopodobnym scenariuszem jest to, że czarne dziury mają momenty, podczas których rosną bardzo szybko, po czym następują długie okresy bezczynności. Naukowcy twierdzą, że czarne dziury, takie jak ta, prawdopodobnie jedzą przez 5 do 10 mln lat i śpią przez około 100 milionów lat.
Wyjaśnienie zjawiska uśpionej czarnej dziury poprzez okresy hiperaktywności wydaje się nielogiczne, ale te krótkie okresy pozwalają jej szybko rosnąć, podczas gdy większość czasu spędza na drzemce
– mówi Maiolino.
Ponieważ okresy uśpienia są znacznie dłuższe niż okresy ultraszybkiego wzrostu, to właśnie w tych okresach astronomowie najczęściej wykrywają czarne dziury.
To tylko wierzchołek gigantycznej góry lodowej
Ze względu na niską jasność uśpione czarne dziury są trudniejsze do wykrycia dla astronomów, jednak naukowcy twierdzą, że ta czarna dziura jest prawie na pewno wierzchołkiem o wiele większej góry lodowej.
Prawdopodobnie zdecydowana większość czarnych dziur znajduje się w stanie uśpienia - jestem zaskoczony, że znaleźliśmy tą jedną, ale cieszę się, że możemy znaleźć ich o wiele więcej
- powiedział Maiolino.
Odkrycie to jest kolejnym dowodem na to, jak potężnym narzędziem jest Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Dzięki jego niesamowitym możliwościom możemy obserwować obiekty, które powstały miliardy lat temu, tuż po Wielkim Wybuchu. To pozwala nam lepiej zrozumieć ewolucję wszechświata i odkrywać jego najbardziej fascynujące sekrety.
Teleskop Webb będzie kontynuował poszukiwania i badał kolejne galaktyki, czarne dziury oraz inne obiekty wczesnego wszechświata. Każde takie odkrycie nie tylko pozwala nam lepiej zrozumieć kosmos, ale także zadawać nowe pytania, które poszerzają granice naszej wiedzy.
Dla nas, mieszkańców maleńkiej planety w bezkresnym wszechświecie, takie odkrycia przypominają, jak niezwykłe i tajemnicze jest miejsce, w którym żyjemy. Kosmos nigdy nie przestanie nas zaskakiwać.
