Astronomowie znaleźli najstarszą supermasywną czarną dziurę, jaką kiedykolwiek odkryto – potwór, który osiągnął 800-krotną masę Słońca, powstał, gdy Wszechświat miał ledwie 5 proc. obecnego wieku – donosi Space.com.

Ta nowo odkryta gigantyczna czarna dziura, która powstała zaledwie 690 milionów lat po Wielkim Wybuchu, może pewnego dnia pomóc rzucić światło na wiele kosmicznych tajemnic, takich jak te, dlaczego czarne dziury mogły osiągnąć gigantyczne rozmiary szybko po Wielkim Wybuchu i w jaki sposób Wszechświat oczyścił się z mętnej mgły, która nieghdyś wypełniła cały kosmos – oświadczyli naukowcy w nowym badaniu.
Uważa się, że supermasywne czarne dziury o masach od milionów do miliardów razy większych niż Słońce czają się w sercach większości, jeśli nie we wszystkich galaktykach. Wcześniejsze badania sugerowały, że giganty uwalniają niezwykle duże ilości światła, kiedy rozrywają gwiazdy i pochłaniają materię, a także prawdopodobnie są siłą napędową kryzarów, które należą do najjaśniejszych obiektów we wszechświecie.

Astronomowie potrafią wykryć kwazary z najdalszych zakątków kosmosu i są uważane za najdalsze znane obiekty. Najdalsze kwazary są również najstarszymi znanymi kwazarami – im bardziej oddalone, tym więcej czasu zajęło im dotarcie do Ziemi. Poprzedni najdalszy i najstarszy kwazar (ULAS J1120 + 0641), który znajdował się 13,0 miliardów lat świetlnych od Ziemi, powstał około 750 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Nowo odkryty kwazar (i jego czarna dziura), o nazwie ULAS J1342 + 0928, jest oddalony o 13,1 miliarda lat świetlnych.

Wyjaśnienie, w jaki sposób czarne dziury mogą pochłonąć wystarczająco dużo materii, by osiągnąć supermasywne rozmiary we wczesnej fazie kosmicznej historii, okazało się niezwykle trudnym zadaniem dla naukowców. W związku z tym astronomowie chcą przeanalizować jak najwięcej wczesnych supermasywnych czarnych dziur, aby dowiedzieć się więcej o ich rozwoju i wpływie na resztę kosmosu.

„Najdalsze kwazary mogą dostarczyć kluczowych spostrzeżeń do wielu pytań w astrofizyce” – powiedział autor badań, Eduardo Bañados, astrofizyk z Carnegie Institution for Science.
Naukowcy przewidują, że na całym niebie widocznym z Ziemi istnieje tylko od 20 do 100 kwazarów, tak jasnych i odległych jak nowo odkryty kwazar. „Ten szczególny kwazar jest tak jasny, że stanie się prawdziwą kopalnią złota do dalszych badań i będzie kluczowym laboratorium do badania wczesnego wszechświata” – mówił Bañados. „Mamy już zapewnione obserwacje tego obiektu za pomocą kilku najpotężniejszych teleskopów na świecie, dzięki czemu światło dzienne ujrzy wiele niespodzianek” – dodaje.

Naukowcy wykryli i przeanalizowali kwazar ULAS J1342 + 0928, korzystając z jednego z teleskopów Magellana w Las Campanas Observatory w Chile, a także dużej lornetki w Arizonie oraz teleskopu Gemini North na Hawajach. Jego środkowa czarna dziura ma masę około 800 milionów razy większą niż słońce i powstała, gdy wszechświat miał zaledwie 690 milionów lat, czyli zaledwie 5 procent obecnego wieku. „Cała ta masa – prawie 1 miliard razy większa od masy Słońca – musiała zostać zgromadzona w czasie krótszym niż 690 milionów lat” – powiedział Bañados. „Jest to niezwykle trudne do osiągnięcia i jest czymś, co teoretycy będą musieli wyjaśnić w swoich modelach” – dodaje.

Kwazary takie jak J1342 + 0928 są bardzo rzadkie. Naukowcy przeszukali jedną dziesiątą całego nieba widocznego z Ziemi i znaleźli tylko jeden kwazar z tej wczesnej epoki. Tylko około 60 milionów lat dzieli nowo odkryty kwazar od poprzedniego posiadacza rekordu. Jednak ten czas wynosił „około 10 procent wieku wszechświata w tych wczesnych kosmicznych epokach, kiedy to takie obiekty rozwijały się bardzo szybko” – powiedział Bañados. Oznacza to, że ta różnica czasu może dostarczyć istotnych wskazówek dotyczących ewolucji wczesnego wszechświata.

Nowy kwazar jest również interesujący dla naukowców ze względu na fakt, że pochodzi z czasów zwanych „epoką rejonizacji”, kiedy wszechświat wyłonił się z ciemnych wieków. „To była ostatnia poważna zmiana wszechświata i jedna z obecnych granic astrofizyki” – powiedział Bañados w oświadczeniu. Zaraz po Wielkim Wybuchu wszechświat był szybko rozszerzającą się gorącą „zupą” jonów lub elektrycznie naładowanych cząsteczek. Około 380 000 lat później jony te uległy ochłodzeniu i połączyły w obojętny gazowy wodór. Wszechświat pozostał ciemny, dopóki grawitacja nie przyciągnęła materii do pierwszych gwiazd. Intensywne ultrafioletowe światło z tej epoki spowodowało, że mętny neutralny wodór został pobudzony i zjonizowany lub uzyskał ładunek elektryczny. Gdy wszechświat zostanie poddany rejonalizacji, światło może swobodnie przemieszczać się w przestrzeni kosmicznej.

07.12.2017 08:26