Супермасивната црна дупка пронајдена во космичката зора го предизвикува нашето разбирање за раниот универзум.
Во галаксијата позната како UHZ1, само 470 милиони години по големата експлозија и раѓањето на универзумот, научниците откриле супермасивна црна дупка која го постави рекордот за најраната црна дупка некогаш забележана.
Ова извонредно откритие претставува единствена можност да се проучат раните фази на развојот на црните дупки, фаза на која не сме биле сведоци досега, имајќи предвид дека новооткриената црна дупка е со слична маса на нејзината галаксија домаќин.
За откритието потребни се два телескопа
Поради големата оддалеченост, откритието бара комбинирани напори на опсерваторијата со Х-зраци, Chandra, вселенскиот телескоп James Webb (JWST) и специјалната теорија на релативноста. Астрофизичарот Akos Bogdan од Центарот за астрофизика Harvard-Smithsonian го предводи тимот зад револуционерното откритие.
Постојат физички ограничувања за тоа колку брзо црните дупки можат да растат откако ќе се формираат, но оние кои се родени помасивни имаат предност, објаснува астрофизичарот Andy Goulding од Princeton University. Овој процес е аналоген на садење фиданка, нејзиниот раст забрзува во споредба со растот на растение од семе.
Размерот на супермасивни црни дупки е запрепастувачки. На пример, Sagittarius A* супермасивната црна дупка во срцето на Млечниот Пат, има маса 4,3 милиони пати поголема од Сонцето. Новото откритие го предизвикува нашето разбирање за тоа како таквите колосални црни дупки може да се формираат толку брзо по големата експлозија.
За да ја решат оваа мистерија, научниците се потпираат на набљудувања и заклучоци. Меѓутоа, набљудувањето на космичката зора, периодот во првите милијарда години по големата експлозија, е огромен предизвик. Светлината од овие антички региони е слаба и поместена на црвено поради проширувањето на време-просторот.
Уште еден трик им помогнал на астрономите
JWST, најмоќниот вселенски телескоп некогаш конструиран, го набљудува универзумот прецизно во црвениот спектар, но и тоа не е доволно за да се забележи UHZ1. За да се надмине ова ограничување, тимот на Bogdan користел гравитациони леќи, резултат на масивните гравитациони сили кои предизвикуваат кривина на простор-времето. Оваа кривина ја зголемува, реплицира и искривува светлината од подалечните региони на вселената.
UHZ1 се наоѓа зад галаксичкото јато Абел 2744, оддалечено приближно 3,5 милијарди светлосни години. Гравитацијата на тоа јато ја зголеми светлината на UHZ1 четирикратно, дозволувајќи му на JWST да ја фати светлината на галаксијата и Chandra да детектира рендгенски зраци од вртливиот гас што ја опкружува супермасивната црна дупка во галаксијата.
Од овие набљудувања, тимот проценил дека масата на црната дупка, ако троши материјал со својата максимална брзина, се движи помеѓу 10 милиони и 100 милиони пати поголема од масата на нашето Сонце. Неверојатно, но ова е речиси еквивалентно на комбинираната маса на сите ѕвезди во галаксијата UHZ1.
Формирана со директен колапс
Новите наоди сугерираат дека UHZ1 и нејзината црна дупка сè уште се во повој, а црната дупка најверојатно настанала преку директен колапс наместо постепено зголемување.
Мислиме дека ова е прво откривање на масивна црна дупка и најдобар доказ досега дека некои црни дупки потекнуваат од масивни гасни облаци, вели астрофизичарот Priyamvadi Natarajan. Откритието означува кратка фаза во која масата на супермасивната црна дупка поблиску се совпаѓа со масата на ѕвездите во нејзината галаксија, пред да се случат значителни отстапувања.
Иако моделот на бавно натрупување сè уште може да се примени на некои супермасивни црни дупки, акумулираните докази сугерираат дека директниот колапс е доминантниот механизам за формирање црни дупки во раниот универзум. Потенцијалот за понатамошни откритија за зората на времето од JWST е огромен и ветува уште повеќе изненадувања во иднина.
Гореспоменатото истражување е планирано за објавување во списанието Nature Astronomy, а моментално е достапно на складиштето arXiv.
