Galaktyki i czarna dziura spowite gazową siecią pomogą wyjaśnić zagadkę wczesnego wszechświata
Very Large Telescope zauważył sześć galaktyk zgromadzonych wokół supermasywnej czarnej dziury z czasów, gdy wszechświat liczył sobie mniej niż miliard lat. Po raz pierwszy zauważono takie zgrupowanie z czasów tak nieodległych od Wielkiego Wybuchu. Odkrycie pomaga lepiej zrozumieć, w jaki sposób supermasywne czarne dziury mogą powstawać i ewoluować tak szybko.
Głównym celem naszych badań było lepsze zrozumienie jednych z najbardziej niezwykłych obiektów astronomicznych – supermasywnych czarnych dziur istniejących już we wczesnym wszechświecie. Dotychczas nikt nie potrafi dobrze wyjaśnić ich istnienia, mówi główny autor badań, Marco Mignoli z Narodowego Instytutu Astrofizyki w Bolonii.
Nowe obserwacje ujawniły istnienie galaktyk znajdujących się w okolicach supermasywnej czarnej dziury, a całość otoczona jest „pajęczą siecią” gazu rozciągającego się na obszarze 300-krotnie większym niż obszar Drogi Mlecznej. Olbrzymia ilość gazu zasila zarówno galaktyki, jak i czarną dziurę. Naukowcy szacują, że czarna dziura ma masę miliarda mas Słońca, a otaczająca całość gazowa struktura powstała, gdy wszechświat liczył sobie zaledwie 900 milionów lat.
Obecnie uważa się, że pierwsze czarne dziury powstały z pierwszych gwiazd, które się zapadły. Musiały one błyskawicznie ewoluować, skoro po 900 milionach lat istnienia wszechświata osiągały masę miliarda Słońc. Astronomowie mają jednak problemy z wyjaśnieniem tej ewolucji. Takie czarne dziury musiałyby bowiem bardzo szybko wchłaniać olbrzymie ilości materii. Odkrycie galaktyk otaczających czarną dziurę i spowijającej wszystko sieci gazu może wyjaśniać tę błyskawiczną ewolucję.
Powstaje jednak pytanie, w jaki sposób dochodzi do tworzenia się „pajęczej sieci” gazu. Astronomowie sądzą, że bierze w tym udział ciemna materia. To ona przyciąga gaz, który tworzy olbrzymie struktury, wystarczające, by wyewoluowały z nich zarówno galaktyki, jak i czarne dziury.
Nasze badania wspierają hipotezę mówiącą, że najbardziej odległe masywne czarne dziury tworzą się i rosną w masywnym halo ciemnej materii. Dotychczas takich struktur nie wykrywaliśmy, gdyż ograniczały nas nasze możliwości obserwacyjne, wyjaśnia współautor badań Colin Norman z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa. Zaobserwowane teraz galaktyki są jednymi z najsłabiej świecących, jakie udało się zarejestrować. Aby je zauważyć, konieczne były wielogodzinne obserwacje za pomocą jednych z najpotężniejszych teleskopów optycznych. Dzięki temu uczeni dowiedli też, że istnieje związek pomiędzy czterema galaktykami, a czarną dziurą
Sądzimy, że obserwujemy wierzchołek góry lodowej. Że te galaktyki, które widzimy, są najjaśniejszymi, jakie się tam znajdują, przyznaje Barbara Balmaverde z Narodowego Instytutu Astrofizyki w Turynie.
Pozostaje tylko mieć nadzieję, że jeszcze większe teleskopy optyczne, jak budowany właśnie Extremely Large Telescope, pozwolą dostrzec więcej szczegółów.
Komentarze (7)
thikim, 2 października 2020, 11:54
Pierwsze pytanie jakie się nasuwa. Jak tak szybko powstała CD o masie 1 mld Słońc?
tempik, 2 października 2020, 12:11
No właśnie, przecież zanim jakakolwiek powstałaby to spowodowałaby zapłon termojądrowy i rozdmuchałaby opadającą na nią materię. A jak by już powstała to też miałaby ograniczone moce przerobowe do pochłaniania materii.
No chyba że powstały jeszcze zanim zlepiły się atomy?
Mariusz Błoński, 2 października 2020, 12:35
Jeśli powstała z gwiazdy, to ta tutaj pojawiła się pomiędzy zgonami wśród pierwszej generacji gwiazd a 900 milionów lat po BB. Musiała wchłaniać więcej 1 Słońce rocznie. To chyba spore tempo.
Warai Otoko, 2 października 2020, 13:55
Moja niefalsyfikowalna hipoteza na ten temat
- te czarne dziury to po prostu czarne dziury ze starego/poprzedniego martwego wszechświata w okolicach/lub wewnatrz którego doszło do wilkiego wybuchu i powstania "naszego wszechświata". Materia z nowego wszechświata zaczęła zatem oplatać już zastane supermasywne/stare czarne dziury.
A rozkręcę jeszcze bardziej tę karuzele fantazji - czarna materia w powyższym scenariuszu to jakiś nieznanay efekt parowania czarnej dziury w ciągu biliardów lat. Niegdy nie zaobserwoany bo powstaje dopiero w okresle śmierci cieplnej wszechświata
Dziękuje bardzo, rozwiązałem wszystkie zagadaki. Kurtyna.
cyjanobakteria, 2 października 2020, 14:29
Zdaje się, że bardzo masywne gwiazdy żyją krótko, rzędu kilku, kilkunastu, maks kilkudziesięciu milionów lat. Najstarsze gwiazdy pierwszej generacji, dla zmyłki nazwane populacją III, składały się z samego wodoru i helu. Z drugiej strony kiedyś wyczytałem, że wybuchały w czystych supernowych nie pozostawiając za sobą czarnych dziur. Nie wiem czy to jest rozważana obecnie hipoteza i czy kiedykolwiek w ogóle była. Wydaje mi się, że kiedyś gęstość materii była większa i było więcej gazu w okolicy, więc tego typu obiekty mogły puchnąć znacznie szybciej w przeszłości. Dowodem na to mogą być kwazary, czyli bardzo odległe, na granicy możliwości obserwacyjnych, aktywne galaktyki, które mają masywną czarną dziurę w centrum pożerającą wszystko dookoła
cyjanobakteria, 2 października 2020, 15:41
Wiadomo o co chodzi, chociaż słyszałem, że w powszechnej świadomości śmiertelników BH działają jak odkurzacze i jakby zamienić Słońce z BH, to by wciągnęła wszystkie planety
Zerknąłem jeszcze na odległy kwazar ULAS J1342+0928 w Wiki:
https://en.wikipedia.org/wiki/ULAS_J1342%2B0928
Wspomnieli w innym artykule na wiki o jeszcze odleglejszym i starszym kwazarze, ale nie chciało mi się grzebać.
Czyli jest odwrotnie. Wydawało mi się, że to były czyste supernowe bez BH, a nie czyste czarne dziury, ale nie dam sobie za to obciąć nawet paznokci u nogi
cyjanobakteria, 2 października 2020, 23:44
Ciekawe diagramy! Moja pobieżna wiedza na BH kończy się w regionie purpurowym. Będzie trzeba nadrobić