To najstarsza czarna dziura, jaką kiedykolwiek widziano

Istnieje niezwykle stara czarna dziura, która stanowi wyzwanie dla astronomów w wyjaśnieniu, jak mogła istnieć zaledwie 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Znajduje się w sercu galaktyki zwanej GN-z11. Astronomowie korzystający z JWST dostrzegli dowody na to, że pochłania ona tę galaktykę, co jest jednym ze sposobów wzrostu czarnej dziury.

Z obserwacji JWST wynika, że ​​GN-z11 znajduje się w odległości około 13,4 miliarda lat świetlnych i jest około 100 razy mniejsza od Drogi Mlecznej. Jednak ma bardzo jasne jądro, co mówi nam, że w jego sercu znajduje się czarna dziura. Dysk akrecyjny otacza czarną dziurę i dostarcza materię do głodnej czarnej dziury. Ruch materiału w dysku podgrzewa go, powodując świecenie w świetle ultrafioletowym. To właśnie widzimy jako aktywne jądro galaktyczne.

Zespół astronomów, kierowany przez profesora Uniwersytetu Cambridge Roberto Maiolino, wykorzystał obserwacje JWST do badania ruchów materii w galaktyce. Znalezienie takiej czarnej dziury na początku historii kosmosu to ogromny krok naprzód – powiedział.

Jest bardzo wcześnie we Wszechświecie, aby dostrzec tak masywną czarną dziurę, dlatego musimy rozważyć inne sposoby jej powstawania. Bardzo wczesne galaktyki były niezwykle bogate w gaz, więc przypominały bufet dla czarnych dziur.powiedział Maiolino.

Co GN-z11 mówi nam o czarnych dziurach we wczesnym Wszechświecie?

Nikt nie jest do końca pewien, kiedy dokładnie zaczęły powstawać pierwsze czarne dziury we wczesnym Wszechświecie. Jeśli spojrzysz na standardowe modele dotyczące ich tworzenia, wygląda na to, że rozpoczęcie pracy zajmuje trochę czasu. Supermasywne czarne dziury – takie jak te w sercach galaktyk – mogą zacząć się jako czarne dziury o masach gwiazdowych, które w dalszym ciągu akreują materię. Gdyby tak zaczął się ten w GN-z11, narodziłby się po śmierci supermasywnej gwiazdy. Potem w jakiś sposób wzrosła do 6 milionów mas Słońca. Ale jest pewien problem. Zgromadzenie takiej masy zajęłoby prawie miliard lat. Obserwacje JWST pokazują tę czarną dziurę w czasie, gdy Wszechświat nie miał nawet miliarda lat. Zatem coś się nie zgadza i być może wczesne czarne dziury rosły szybciej, niż podejrzewają astronomowie.

Być może istnieje inny sposób na tak szybki wzrost czarnej dziury. Wskazówką jest jego ogromny apetyt. Bardzo wczesne galaktyki, takie jak ta, mają dużo materiału, z którego powstają gwiazdy. Zapewnia to jednak również pożywienie dla czarnych dziur. Jak się okazuje, czarna dziura GN-z11 pożera materię znacznie szybciej niż inne czarne dziury w swoich galaktykach w czasach współczesnych. To świetnie wpływa na rozwój czarnej dziury, ale nie jest tak świetne, jeśli galaktyka chce wytwarzać więcej gwiazd.

Głodna czarna dziura w rzeczywistości szkodzi GN-z11. Ponieważ zużywa dużo gazu, wypycha go wraz z ultraszybkim wiatrem. To zatrzymuje proces powstawania gwiazd. Ponieważ galaktyki produkują gwiazdy, pożeranie czarnej dziury może w rzeczywistości „zabić” galaktykę. Zła wiadomość (przynajmniej dla czarnej dziury) jest taka, że ​​jej apetyt na gaz będzie oznaczać zagładę, gdy zabraknie jej materiału do spożycia.

Powrót do początku

Docelowo astronomowie chcą zobaczyć „nasiona” najwcześniejszych supermasywnych czarnych dziur w galaktykach. Nasiona te prawdopodobnie powstały bardzo wcześnie w czasie kosmicznym, być może nie później niż 200 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Pierwsze galaktyki powstały dość szybko i zawierały bardzo masywne gwiazdy, które żyły być może tylko kilka milionów lat. Następnie eksplodowały jako supernowe i prawdopodobnie pozostawiły po sobie pierwsze czarne dziury o masach gwiazdowych. Niektórzy sugerują, że ciemna materia pomogła w powstaniu wczesnych czarnych dziur, zmuszając materię w gęstych obszarach do zapadania się.

Jednakże powstały, a czarne dziury we wczesnych galaktykach zostały porwane przez wczesne łączenia się galaktyk. Te nasiona również się połączyły, tworząc coraz masywniejsze czarne dziury. Prawdopodobnie dlatego astronomowie podejrzewają, że supermasywne czarne dziury rosły w wyniku akrecji, ale nie tylko między sobą. Rosły także poprzez akrecję materii wewnątrz bogatych w gaz galaktyk, jak zdaje się pokazywać GN-z11.

Przyszłe obserwacje za pomocą JWST (i przyszłych teleskopów) powinny odkryć dowody na istnienie „nasion” czarnej dziury. Oznacza to, że GN-z11 może nie być długo najstarszą czarną dziurą. Badanie nasion czarnych dziur powinno dostarczyć Maiolino i innym astronomom więcej wskazówek pozwalających odkryć historię powstania tych obiektów niedługo po Wielkim Wybuchu.

______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę Postaw mi kawę na buycoffee.to


Zostań Patronem !

_______________________
Informacje bezpośrednio na Twoją skrzynkę mailową