Sciencemag.cz
Doporučujeme
Během prvních miliard let existence vesmíru byly větry, které vytvářely supermasivní černé díry v centrech galaxií, mnohem častější a silnější než větry pozorované v dnešních galaxiích, které vznikly zhruba o 13 miliard let později. Nejstarší větry byly tak silné, že zpomalovaly růst supermasivních černých děr, z nichž vycházely. Takové jsou výsledky studie vedené třemi vědci z Italian National Institute for Astrophysics publikované v Nature.
Studie vychází z pozorování 30 kvasarů dalekohledem VLT (Very Large Telescope) na observatoři ESO Paranal v Chile. Kvasary jsou extrémně jasné bodové (ze vzdálenějšího pohledu) zdroje v jádrech vzdálených galaxií, jejichž záření vzniká v důsledku intenzivní aktivity centrálních supermasivních černých děr nasávajících okolní hmotu. Hostitelské galaxie těchto kvasarů byly pozorovány v době 500 milionů až 1 miliardu let po velkém třesku. Výsledek zní, že v raném vesmíru měly větry vycházející z černých děr mnohem rychlejší (až 17 % rychlosti světla) a do hostitelské galaxie vháněly mnohem větší množství energie.
Přibližně polovina kvasarů pozorovaných v rámci tohoto výzkumu vykazuje vítr černých děr, který je mnohem častější a až 20krát silnější než vítr známý u kvasarů v „bližším“ vesmíru, tj. od asi 4 miliard let po velkém třesku.
„Pozorování černých děr v mladém vesmíru ukazují, že rostly mnohem rychleji než jejich hostitelské galaxie, zatímco v místním vesmíru víme, že černé díry a galaxie se vyvíjejí společně,“ uvádí spoluautorka studie Chiara Feruglio. „To znamená, že v určitém okamžiku ve vesmíru musel začít působit mechanismus, který zpomalil růst černých děr. Naše pozorování nám umožnila identifikovat tento mechanismus ve větru černých děr, který vznikl v době, kdy byl vesmír starý 0,5 až 1 miliardu let.“
PH: Přiznám se, že jsem se do argumentace prezentované v průvodní tiskové zprávě nějak zamotal. Byly-li původně větry silnější, černé díry přece rostly pomaleji? Když větry zeslábly, černé díry mohly růst rychleji. My ovšem spíš potřebujeme vysvětlit, kde se vzaly obří černé díry už v tak mladých galaxiích.
Smysl to snad může dávat takto: Původní silné větry odfoukávaly hmotu a rychlost růstu černých děr tím pádem klesala. Pak větry zeslabily, rychlost klesat přestala a zůstala na hodnotě pro mladší vesmír. Dříve ovšem černé díry rostly rychleji. Takže když na základě dnes pozorované rychlosti růstu zkoušíme odhadnout tu v raném vesmíru, vychází nám nám menší. Naopak kdyby větry z černých děr nezeslábly, nerostly by dnes už černé díry vůbec. (Ale proč vůbec zeslábly, navíc právě tak, aby to umožňovalo i další růst? Prostě, přijde mi to celé matoucí, ne že ne.)
Mimochodem terminologie: mladý/mladší vesmír vs. mladší doba kamenná. Miliardu let po velkém třesku byl vesmír mladý nebo starý? :-).
M. Bischetti et al, Suppression of black-hole growth by strong outflows at redshifts 5.8–6.6, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-04608-1
Zdroj: Italian National Institute for Astrophysics / Phys.org
