Международен екип от астрономи откри най-отдалечения квазар досега - космическо чудовище на повече от 13 милиарда светлинни години от Земята, задвижвано от свръхмасивна черна дупка, над 1,6 милиарда пъти по-масивна от Слънцето и над 1000 пъти по-ярка от цялата ни галактика Млечен път.
Новото откритие бие предишния рекорд от разстояние за квазар отпреди три години.
J0313-1806 вече е съществувал, когато Вселената е била само на 670 милиона години и това веднага създава голям проблем за астрономите:
Как може да съществува квазар с такава свръхмасивна черна дупка толкова скоро след Големия взрив?
Учените представиха своите констатации на срещата на Американското астрономическо общество, която вече се провежда виртуално, и в документ, приет в Astrophysical Journal Letters (копие е на разположение на сървъра за препринти arXiv).
Наблюденията с "Големия милиметър/субмилиметров масив в Атакама" (ALMA - Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) в Чили потвърждавам измерването на разстоянието с висока точност.
Квазарите възникват, когато мощната гравитация на свръхмасивна черна дупка в ядрото на галактика привлича околния материал, който образува орбитален диск от прегрял материал около черната дупка. Процесът освобождава огромни количества енергия, което прави квазара изключително ярък, често засенчвайки останалата част от галактиката.
Черната дупка в ядрото на J0313-1806 е два пъти по-масивна от тази на предишния рекордьор и това дава на астрономите ценна представа за такива черни дупки и тяхното влияние върху техните галактики.
„Това е най-ранното доказателство за това как една свръхмасивна черна дупка влияе на галактиката около нея“, коментира Фейгъ Уан (Feige Wang), сътрудник на „Хъбъл“ от Обсерваторията на Университета в Аризона и ръководител на изследователския екип. "От наблюденията на по-малко отдалечени галактики знаем, че това трябва да се случи, но никога не сме виждали това да се случва толкова рано във Вселената".
Уан и колегите му идентифицират квазара първо в данните, събрани от Pan-STARRS1 и UKIRT Hemisphere Survey, а след това последват наблюдения с висока точност, заснети от обсерваторията Keck и Gemini North на върха на Мауна Кеа на Хаваите.
Поради огромната си енергийна мощност и ненадминато разстояние, J0313–1806 „е идеална цел за изследване на сглобяването на най-ранните [свръхмасивни черни дупки] и техните масивни галактики-гостоприемници“ за бъдещи наблюдения с висока разделителна способност, според изследването.
Огромната маса на черната дупка на J0313-1806 в толкова ранен период от историята на Вселената изключва два теоретични модела за формирането на такива обекти, смятат астрономите.
В първия от тези модели отделни масивни звезди експлодират като свръхнови и колапсират в черни дупки, които след това се сливат в по-големи черни дупки.
Във втория плътни клъстери от звезди колапсират в масивна черна дупка.
И в двата случая обаче процесът отнема твърде много време, за да се получи толкова масивна черна дупка като тази в J0313-1806 за тази възраст.
Това показва, че зароришът на тази черна дупка трябва да се е формирал по различен механизъм, "който включва огромни количества първичен, студен водороден газ, който директно колапсира в зарориш на черна дупка", според изследователите.
Наблюденията на ALMA на J0313-1806 предоставят още "вълнуващи подробности" за галактиката на квазара - тя образува нови звезди със скорост 200 пъти по-голяма от тази на нашия Млечен път.
„Това е относително висок процент на образуване на звезди в галактики на подобна възраст и това показва, че галактиката-гостоприемник на квазар расте много бързо“, коментира Дзини Ян (Jinyi Yang), съавтор на доклада от Университет на Аризона.
Яркостта на квазара показва, че черната дупка поглъща еквивалента на 25 слънца всяка година. Астрономите определят, че енергията, освободена от това бързо поглъщане, вероятно задвижва мощно изхвърляне на йонизиран газ, който се движи с около 20% от скоростта на светлината.
Смята се, че подобни изтичания са това, което в крайна сметка спира образуването на звезди в галактиката.
"Смятаме, че тези свръхмасивни черни дупки са причината, поради която много от големите галактики са спрели да образуват звезди в даден момент", обяснява Сяохуей Фан (Xiaohui Fan), също от Университета на Аризона. "Наблюдавали сме това "загасяване" по-късно, но досега не знаехме колко рано е започнал този процес в историята на Вселената. Този квазар е най-ранното доказателство, че загасването може да се е случило в много ранни времена."
Този процес ще остави черната дупка без нищо за поглъщане и ще спре нейния растеж, посочва Фан.
Астрономите планират да продължат да изучават J0313-1806 и други квазари с наземни и космически телескопи.
Справка:
Feige Wang, Jinyi Yang, Xiaohui Fan, Joseph F. Hennawi, Aaron J. Barth, Eduardo Banados, Fuyan Bian, Konstantina Boutsia, Thomas Connor, Frederick B. Davies, Roberto Decarli, Anna-Christina Eilers, Emanuele Paolo Farina, Richard Green, Linhua Jiang, Jiang-Tao Li, Chiara Mazzucchelli, Riccardo Nanni, Jan-Torge Schindler, Bram Venemans, Fabian Walter, Xue-Bing Wu, Minghao Yue. A Luminous Quasar at Redshift 7.642. submitted to arXiv, 2021 [abstract]
Източници:
Quasar discovery sets new distance record, National Radio Astronomy Observatory
Scientists Found a Raging Galactic Core From Near the Beginning of Time, Vice
Още по темата
Космос
Отклонението на звездната светлина измерва разширяването на Вселената (видео)
Космос
Гравитационните вълни може да се изкривяват от гравитационни лещи
Физика
Черните дупки и най-тъмната тайна на Млечния път
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари