Astronomowie twierdzą, że supermasywne czarne dziury, które uważano za najcięższe obiekty we wczesnym Wszechświecie, są znacznie mniejsze niż sądzono.
Naukowcy po raz pierwszy zajrzeli do centrum młodej galaktyki – oddalonej od Ziemi o 12 miliardów lat świetlnych – przy użyciu nowego, potężnego instrumentu.
Odkryli, że supermasywna czarna dziura w jej sercu jest dziesięć razy mniejsza, niż oczekiwano.
Eksperci twierdzą, że odkrycie to wskazuje na to, że przez lata przecenialiśmy rozmiary największych czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie.
Jeśli potwierdzi się to w innych galaktykach, rozwiąże to zagadkę, w jaki sposób te wczesne supermasywne czarne dziury mogą tak szybko rosnąć – po prostu nie są aż tak duże.
Badania, których wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Astronomy and Astrophysics, zostały przeprowadzone przez współpracę GRAVITY+, w skład której wchodzą naukowcy z Uniwersytetu w Southampton.
Profesor Seb Hoenig z Uniwersytetu w Southampton, współbadacz projektu GRAVITY+ i współpracownik Grupy Roboczej ds. Nauk Pozagalaktycznych, powiedział, że odkrycia te mają znaczenie kosmiczne.
Dodał: Od lat zastanawialiśmy się, jak to możliwe, odkryliśmy wszystkie te w pełni rozwinięte supermasywne czarne dziury w bardzo młodych galaktykach krótko po Wielkim Wybuchu. Nie powinny mieć czasu, aby urosnąć do tak dużych rozmiarów.
Nasze wyniki wskazują, że dotychczas stosowane metody ważenia czarnych dziur po prostu nie sprawdzają się w początkowej fazie istnienia Wszechświata.
Może to doprowadzić do ponownej oceny naszych modeli ewolucji kosmicznej.
Eksperci dokonali tego międzygalaktycznego odkrycia za pomocą zaawansowanego instrumentu astronomicznego o nazwie GRAVITY+, który łączy światło czterech największych teleskopów optycznych świata na Bardzo Dużym Teleskopie ESO w Chile.
Przyjrzeli się starożytnemu kwazarowi – galaktyce z czarną dziurą tak starą i jasną, że wygląda jak kosmiczna latarnia morska z początków czasu.
Urządzenie zajrzało w serce kwazara, ukazując spiralny ruch gorącego gazu, który ma zostać pochłonięty przez supermasywną czarną dziurę, której masa wynosi około 800 milionów mas Słońca.
Ruch ten był kluczowy dla wykonania precyzyjnego pomiaru masy czarnej dziury.
Główny autor pracy, dr Ric Davies z Instytutu Maxa Plancka Fizyki Pozagalaktycznej w Niemczech, powiedział: Nasze wyniki są wiarygodne, ponieważ opierają się na rzeczywistym ruchu gazu.
Wiele badań z wykorzystaniem nowego Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba opiera się na prawach skalowania, które mogły nie obowiązywać w tamtych wczesnych czasach.
Jeśli nasze odkrycia okażą się typowe, oznacza to, że masy czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie mogły być systematycznie przeszacowane.
Badania wykazały również, że supermasywna czarna dziura pochłania gaz w niewiarygodnym tempie, znacznie szybciej niż powszechnie uważano za możliwe.
To szaleństwo żerowania powoduje potężny wypływ gazu, który mógł sprawić, że uznają olbrzyma za znacznie większego.
Profesor Hoenig dodał: Większość gazu opadającego w kierunku supermasywnej czarnej dziury jest gwałtownie wydmuchiwana, zamiast ją zasilać.
Wyobraźmy sobie kosmiczną suszarkę do włosów ustawioną na maksymalną moc: intensywne promieniowanie wokół niej wymiata wszystko, co się do niej zbliży.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Black hole bombshell: scientists say supermassive giants not as big as first thought
- Spatially resolved broad line region in a quasar at z=4: Dynamical black hole mass and prominent outflow
Źródło: Uniwersytet w Southampton
Na ilustracji: Wizja artystyczna czarnej dziury emitującej potężne gazy. Źródło: Uniwersytet w Southampton
