Астрономи откриват най-старата черна дупка, наблюдавана някога. Намира се в GN-z11

Ваня Милева Последна промяна на 19 януари 2024 в 00:00 3498 0

 Това е галактиката GN-z11

Кредит NASA, ESA, P. Oesch (Yale University), G. Brammer (STScI), P. van Dokkum (Yale University), and G. Illingworth (University of California, Santa Cruz)

Това е галактиката GN-z11

Астрономи откриват най-старата черна дупка, наблюдавана някога. Международен екип, ръководен от Роберто Майолино (Roberto Maiolino) от Университета на Кеймбридж, я открива с космическия телескоп "Джеймс Уеб". Намира се в центъра на GN-z11, галактика, съществувала 400 милиона години след Големия взрив, преди повече от 13 милиарда години.

GN-z11 е добре позната галактика, защото бе открита през 2016 г. с космическия телескоп "Хъбъл" и бе рекордьор за най-отдалечена галактика за няколко години, докато не бе детронирана от някои още по-далечни галактики, открити с "Джеймс Уеб". Черната дупка в GN-z11 е свръхмасивна черна дупка с маса над 6 милиона слънчеви маси.

Астрономите са изненадани, че черните дупки могат да бъдат толкова масивни толкова рано във Вселената. Те може да са били много големи по време на тяхното образуване (възникнали от колапса на гигантски газов облак) или може да са консумирали много повече от заобикалящата ги материя, отколкото се смяташе досега, вероятно до пет пъти повече.

Те би трябвало многократно да надхвърлят така наречената граница на светимост на Едингтън или ограничение на Едингтън. Тази граница е кръстена на британския астроном Артър Стенли Едингтън и дава максималната светимост, която един газ може да има в хидростатично равновесие. Когато даден обект има светимост, по-голяма от тази стойност, налягането на радиацията надвишава над налягането на газа и звездата (или какъвто и да е обект) се разкъсва.

Масата на черните дупки като функция на червеното отместване и възрастта на Вселената (логаритмична). Кредит: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2305.12492

Според сегашната теория за черните дупки те се образуват от смъртта на масивни звезди и след това нарастват бързо чрез сливане с други черни дупки и изяждане на материя от околната среда. Но за да се достигне размерът на черната дупка в GN-z11 са необходими приблизително един милиард години, което е много повече от 400-те милиона години след Големия взрив, когато системата вече е съществувала.

"Във Вселената е много рано да се види черна дупка с такава маса, така че трябва да намерим друг начин, по който те могат да се образува“, коментира Майолино от Кавендишката лаборатория на Кеймбридж и Института по космология Кавли. "Много ранните галактики са били изключително богати на газ, така че биха подхранвали добре черните дупки."

Подобно на всички черни дупки, тази млада черна дупка поглъща материал от своята галактика домакин, за да задхранва своя растеж. Въпреки това е установено, че тази древна черна дупка поглъща материята много по-енергично от своите събратя в по-късни епохи.

Младата галактика домакин, наречена GN-z11, свети от такава енергийна черна дупка в центъра си. Всъщност черните дупки не могат да се наблюдават директно, но могат да се откриват по сиянието на въртящия се акреционен диск, който се образува близо до черната дупка. Газът в акреционния диск става изключително горещ и започва да свети и да излъчва енергия в ултравиолетовия диапазон. Това силно сияние е начинът, по който астрономите могат да открият черни дупки.

Първото изображение на черна дупка - или поне на светлината около нейната тъмнина - в сърцето на галактиката Messier 87. Кредит: EHT

GN-z11 е компактна галактика, около сто пъти по-малка от Млечния път, може би защото централната черна дупка изяжда материя от околната среда, изглежда, че тя "убива" своята система, защото без газ системата се губи, защото не могат да се образуват нови звезди. Освен това със своя силен ултрабърз вятър, черната дупка също може да издуха целия газ в заобикалящата я среда, бавно убивайки галактиката, но това ще убие и самата черна дупка, тъй като ще прекъсне източника на храна за черната дупка.

Според Майолино работата на космическия телескоп "Джеймс Уеб" позволи гигантски скок напред в изследванията на Вселената.

"Това е нова ера: гигантският скок в чувствителността, особено в инфрачервения диапазон, е като надграждане от телескопа на Галилео до модерен телескоп за една нощ", коментира Майолино.

"Преди "Джеймс Уеб" да се появи онлайн, мислех, че може би вселената не е толкова интересна, когато отидеш отвъд това, което можем да видим с космическия телескоп Хъбъл. Но това изобщо не е така: Вселената е доста щедра в това, което ни показва, и това е само началото."

Чувствителността на "Джеймс Уеб" означава, че дори по-стари черни дупки могат да бъдат открити през следващите месеци и години, предполага Майолино.

Справка: Roberto Maiolino et al, A small and vigorous black hole in the early Universe, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07052-5. www.nature.com/articles/s41586-024-07052-5. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2305.12492

Източник: Astronomers detect oldest black hole ever observed, University of Cambridge

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !