У ранньому Всесвіті знайдено чорну діру, що поглинає матерію набагато швидше, ніж теоретично можливо
Спостереження за допомогою космічних обсерваторій JWST і "Чандра" виявили надмасивну чорну діру низької маси, яка, схоже, поглинає матерію зі швидкістю, що у 40 разів перевищує теоретичну межу.
Про це розповідають в Національній дослідницькій лабораторії оптико-інфрачервоної астрономії (NOIRLab) Національного наукового фонду США, передають OstanniPodii.com.
Використовуючи дані від космічного телескопа "Джеймс Вебб" (JWST) і рентгенівської обсерваторії "Чандра", команда астрономів NOIRLab виявила надмасивну чорну діру в центрі галактики всього через 1,5 мільярда років після Великого вибуху, яка поглинає матерію з феноменальною швидкістю -- у понад 40 разів більшою за теоретичну межу. Хоча цей "бенкет" чорної діри був недовгим, він може допомогти астрономам пояснити, як надмасивні чорні діри так швидко зростали в ранньому Всесвіті.
Результати дослідження були опубліковані в журналі Nature Astronomy.
Надмасивні чорні діри існують у центрах більшості галактик, і сучасні телескопи продовжують їх спостерігати в на диво ранніх етапах еволюції Всесвіту. Важко зрозуміти, як ці чорні діри змогли так швидко вирости настільки великими. Але з відкриттям надмасивної чорної діри з низькою масою ("всього" 7,2 мільйона сонячних мас), яка поглинала матеріал з надзвичайною швидкістю, що відбулося всього через 1,5 мільярда років після Великого вибуху, астрономи отримали нові цінні знання про механізми швидкого зростання чорних дір у ранньому Всесвіті.
LID-568 була відкрита міжінституційною групою астрономів за допомогою космічного телескопа "Джеймс Вебб" (JWST) шляхом спостережень за вибіркою галактик з архіву COSMOS рентгенівської обсерваторії "Чандра". Ця популяція галактик дуже яскрава в рентгенівській частині спектра, але невидима в оптичному та ближньому інфрачервоному діапазонах. Але унікальна інфрачервона чутливість JWST дозволяє виявляти ці слабкі випромінювання.
LID-568 виділялася у вибірці своїм інтенсивним рентгенівським випромінюванням, але її точне положення не можна було визначити лише за допомогою рентгенівських спостережень, що викликало занепокоєння щодо правильного центрування цілі в полі зору JWST. Тому, замість використання традиційної щілинної спектроскопії, вчені з інструментальної підтримки JWST запропонували команді використовувати спектрограф інтегрального поля на JWST, прилад "Спектрограф ближнього інфрачервоного діапазону" (NIRSpec). Цей інструмент може отримати спектр для кожного пікселя в полі зору, а не обмежуватися вузьким зрізом.
Три "червоні монстри" у ранньому Всесвіті кидають виклик сучасним моделям формування галактик |
"Через свою природну тьмяність, виявлення LID-568 було б неможливим без JWST. Використання спектрографа інтегрального поля було інноваційним і необхідним для отримання нашого спостереження", - каже Емануеле Фаріна, астроном Міжнародної обсерваторії Джеміні/NOIRLab і співавтор дослідження.
NIRSpec "Вебба" дозволив команді отримати повне уявлення про свою ціль і навколишній регіон, що призвело до несподіваного відкриття потужних відтоків газу біля центральної чорної діри. Швидкість і розмір цих відтоків дозволили команді зробити висновок, що значна частина зростання маси LID-568 могла відбутися за один епізод швидкої акреції. "Цей несподіваний результат додав новий вимір до нашого розуміння системи та відкрив захопливі шляхи для досліджень", - каже Х′євон Сух, астрономка Міжнародної обсерваторії Джеміні/NOIRLab і керівниця дослідження.
У приголомшливому відкритті Сух та її команда виявили, що LID-568, схоже, живиться речовиною зі швидкістю, яка в 40 разів перевищує межу Еддінгтона. Ця межа пов′язана з максимальною світністю, якої може досягти чорна діра, а також з тим, як швидко вона може поглинати матерію, щоб її внутрішня гравітаційна сила й зовнішній тиск, що утворюється від тепла стисненої матерії, що падає, залишалися в рівновазі. Коли світність LID-568 виявилася набагато вищою за теоретично можливу, команда зрозуміла, що в їхніх даних є щось надзвичайне.
"У цієї чорної діри бенкет", - каже астрономка й співавторка дослідження Джулія Шарвахтер з Міжнародної обсерваторії Джеміні/ NOIRLab. "Цей екстремальний випадок показує, що механізм швидкого живлення вище межі Еддінгтона є одним з можливих пояснень того, чому ми бачимо ці дуже важкі чорні діри так рано у Всесвіті".
Ці результати дають нове розуміння формування надмасивних чорних дір з менших "насінин", які, згідно з сучасними теоріями, виникають або внаслідок загибелі перших зірок Всесвіту (легкі насінини), або внаслідок прямого колапсу газових хмар (важкі насінини). Досі ці теорії не мали спостережних підтверджень. "Відкриття супер-Еддінгтонової чорної діри, що акретує, свідчить про те, що значна частина зростання маси може відбуватися протягом одного епізоду швидкого живлення, незалежно від того, чи виникла чорна діра з легкого або важкого насіння", - говорить Сух.
Відкриття LID-568 також вказує на можливість перевищення чорною дірою межі Еддінгтона, і дає астрономам першу можливість вивчити, як це відбувається. Цілком можливо, що потужні відтоки, які спостерігаються в LID-568, діють як випускний клапан для надлишкової енергії, згенерованої екстремальною акрецією, запобігаючи тому, щоб система стала надто нестабільною. Для майбутнього дослідження цих механізмів команда планує подальші спостереження за допомогою JWST.
Останні новини
18:39, 18 листопада 2024 р. 19-24 листопада в Києві відбудуться продуктові ярмарки | ||
07:17, 14 листопада 2024 р. Три "червоні монстри" у ранньому Всесвіті кидають виклик сучас... | ||
05:44, 14 листопада 2024 р. ISW: військові КНДР вже воюють разом з рашистами на Курщині | ||
08:36, 14 листопада 2024 р. Війна: 995 доба повномасштабного російського вторгнення | ||
15:55, 15 листопада 2024 р. На Київщині представник ТЦК стріляв у цивільного | ||
07:17, 14 листопада 2024 р. Три червоні монстри у ранньому Всесвіті кидають виклик сучасни... | ||
09:35, 3 листопада 2024 р. Вебб і Габбл показали моторошну пару галактик | ||
07:25, 25 жовтня 2024 р. Вебб знайшов кандидатів на перші коричневі карлики за межами н... | ||
07:53, 18 жовтня 2024 р. Астрономи виявили стародавні самотні квазари з незрозумілим по... | ||
19:49, 10 жовтня 2024 р. Чорна діра знищує зорю та вже взялася за іншу | ||