Sciencemag.cz
Doporučujeme
Astronomové objevili pomocí dalekohledů NASA dosud nejvzdálenější černou díru sledovanou v rentgenovém spektru. Nachází v raném stádiu růstu, které dosud nebylo pozorováno, a její hmotnost je podobná hmotnosti hostitelské galaxie.
Kombinací dat z rentgenové observatoře Chandra a Vesmírného dalekohledu Jamese Webba se týmu podařilo nalézt charakteristický znak rostoucí černé díry z doby pouhých 470 milionů let po velkém třesku.
„Potřebovali jsme Webbův dalekohled, abychom vůbec dohlédli k této tak vzdálené galaxii, a Chandru, abychom našli její supermasivní černou díru,“ uvádí hlavní autor studie Akos Bogdan z Harvard & Smithsonian „Využili jsme také gravitační čočku , která umožnila světlo lépe detekovat.“
Černá díra v galaxii UHZ1 leží ve směru kupy galaxií Abell 2744, která se nachází 3,5 miliardy světelných let od Země. Z dat však vyplývá, že galaxie UHZ1 je mnohem vzdálenější než samotná kupa, a to až 13,2 miliardy světelných let. Tehdy měl vesmír pouze 3 % svého současného stáří.
Více než dvoutýdenní pozorování observatoří Chandra ukázala přítomnost přehřátého plynu vyzařujícího rentgenové záření, což je charakteristický znak rostoucí obří černé díry. Světlo z galaxie a rentgenové záření z plynu v černé díry jsou ovlivněny hmotou v kupě Abell 2744 a gravitační čočkování asi 4krát zesiluje infračervený signál detekovaný Webbovým dalekohledem a umožňuje Chandře detekovat slabý zdroj rentgenového záření.
Objev je důležitý pro rozsouzení otázky, jak mohly superhmotné černé díry dosáhnout obrovských hmotností už tak brzy po velkém třesku. Vznikaly přímo kolapsem velkých mračen mračen plynu (takové objekty by pak mohly mít hmotnosti přibližně 10 000 až 100 000 Sluncí, nebo po explozí prvních hvězd (to by vedlo k černým dírám o hmotnosti jen asi 10 až 100 Sluncí)?
Studie došla k závěru, že nově objevená černá díra vznikla už jako velmi hmotná. Na základě jasnosti a energie rentgenového záření se její „současná“ hmotnost odhaduje na 10 až 100 milionů Sluncí. Toto rozmezí hmotností řádově odpovídá hmotnosti všech hvězd v příslušné galaxii. To je v ostrém kontrastu s černými dírami v centrech galaxií v blízkém vesmíru, které obvykle obsahují jen asi desetinu procenta hmotnosti hvězd své hostitelské galaxie. To všechno odpovídá scénáři s gravitačním kolapsem plynného mračna. Spoluautorkou článku byla také astronomka Orsolya Kovács z Masarykovy univerzity v Brně.
Akos Bogdan et al, Evidence for heavy seed origin of early supermassive black holes from a z~10 X-ray quasar, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-02111-9 . www.nature.com/articles/s41550-023-02111-9 , On arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2305.15458
Andy D. Goulding et al, UNCOVER: The Growth of the First Massive Black Holes from JWST/NIRSpec—Spectroscopic Redshift Confirmation of an X-Ray Luminous AGN at z = 10.1, The Astrophysical Journal Letters (2023). DOI: 10.3847/2041-8213/acf7c5
Zdroj: Chandra X-ray Center / Phys.org
