Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva

Quasar Discovery nastavuje nový rekord vzdálenosti. Supermasivní černá díra přináší nové informace

Mezinárodní tým astronomů objevil nejvzdálenější dosud nalezený kvasar – kosmické monstrum vzdálené více než 13 miliard světelných let od Země poháněné supermasivní černou dírou, která je více než 1,6 miliardykrát hmotnější než Slunce a více než 1000krát jasnější než naše celá Mléčná dráha.

Kvasar, zvaný J0313–1806, je vnímán jako v době, kdy byl vesmír starý pouze 670 milionů let, a poskytuje astronomům cenný pohled na to, jak se hmotné galaxie – a supermasivní černé díry v jejich jádrech – formovaly v raném vesmíru. Vědci představili svá zjištění na zasedání Americké astronomické společnosti, které nyní probíhá, a v příspěvku přijatém do Astrophysical Journal Letters.

Nový objev překonává předchozí rekord vzdálenosti u kvazaru z doby před třemi lety. Pozorování pomocí Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) v Chile potvrdila měření vzdálenosti s vysokou přesností.

Observatoř ALMA
Observatoř ALMA

Kvasary vznikají, když mocná gravitace supermasivní černé díry v jádru galaxie vtahuje okolní materiál, který tvoří obíhající disk přehřátého materiálu kolem černé díry. Tento proces uvolňuje obrovské množství energie, díky čemuž je kvasar extrémně jasný a často zastíní zbytek galaxie.

Černá díra v jádru J0313–1806 je dvakrát tak masivní než předchozí držitel záznamu a tato skutečnost poskytuje astronomům cennou stopu o těchto černých dírách a jejich vlivu na jejich hostitelské galaxie.

„Toto je nejranější důkaz toho, jak supermasivní černá díra ovlivňuje galaxii kolem ní,“ řekl Feige Wang, Hubble Fellow na Stewardské observatoři University of Arizona a vedoucí výzkumného týmu. „Z pozorování méně vzdálených galaxií víme, že se to musí stát, ale nikdy jsme neviděli, aby se to dělo tak brzy ve vesmíru.“

Obrovská hmotnost černé díry J0313–1806 v tak rané době historie vesmíru vylučuje dva teoretické modely toho, jak se takové objekty formovaly, uvedli astronomové. V prvním z těchto modelů jednotlivé hmotné hvězdy explodovaly jako supernovy a zhroutily se do černých děr, které se pak spojily do větších černých děr. Ve druhé se husté hvězdokupy zhroutily do obrovské černé díry. V obou případech však proces trvá příliš dlouho, než vyprodukuje černou díru tak masivní jako ta v J0313-1806 ve věku, ve kterém ji vidíme.

Umělecké pojetí kvazaru J0313–1806, viděno jen 670 milionů let po Velkém třesku. (Verze se štítky.)
Umělecké pojetí kvazaru J0313–1806, viděno jen 670 milionů let po Velkém třesku. (Verze se štítky.) / Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva

„To vám říká, že bez ohledu na to, co děláte, semeno této černé díry muselo vzniknout jiným mechanismem,“ řekl Xiaohui Fan, také z University of Arizona. „V tomto případě jde o mechanismus, který zahrnuje obrovské množství prvotního, studeného vodíkového plynu, který se přímo zhroutí do černé díry.“

Pozorování ALMA z J0313–1806 poskytla dráždivé podrobnosti o kvasarské hostitelské galaxii, která formuje nové hvězdy rychlostí 200krát vyšší než u naší Mléčné dráhy. „Jedná se o relativně vysokou míru tvorby hvězd v galaxiích podobného věku a naznačuje to, že kvasarská hostitelská galaxie roste velmi rychle,“ uvedl Jinyi Yang, druhý autor zprávy, který je členem Peter A. Strittmatter na University of Arizona.

Jas kvasaru naznačuje, že černá díra každoročně spolkne ekvivalent 25 Sluncí. Energie uvolněná tímto rychlým napájením, uvedli astronomové, pravděpodobně pohání silný odtok ionizovaného plynu, který se pohybuje rychlostí asi 20 procent rychlosti světla.

Předpokládá se, že takové odtoky nakonec zastaví vznik hvězd v galaxii.

„Myslíme si, že tyto supermasivní černé díry byly důvodem, proč mnoho velkých galaxií v určitém okamžiku přestalo vytvářet hvězdy,“ řekl Fan. „Pozorujeme toto‚ kalení ‚později, ale až dosud jsme nevěděli, jak brzy tento proces začal v historii vesmíru. Tento kvasar je nejstarším důkazem toho, že se kalení mohlo odehrávat ve velmi raných dobách. “

Tento proces také ponechá černou díru bez zbytečného jídla a zastaví její růst, zdůraznil Fan.

Kromě ALMA astronomové použili 6,5metrový dalekohled Magellan Baade, dalekohled Gemini North a W.M. Keckova observatoř na Havaji a dalekohled Gemini South v Chile.

Magellan Baade teleskop
Magellan Baade teleskop
Gemini North dalekohled
Gemini North teleskop

 

 

 

 

 

W.M. Keckova obsevatoř
W.M. Keckova obsevatoř
Gemini South teleskop
Gemini South teleskop

 

 

 

 

 

Astronomové plánují pokračovat ve studiu J0313-1806 a dalších kvasarů pomocí pozemních a vesmírných dalekohledů.

National Radio Astronomy Observatory je zařízení Národní vědecké nadace provozované na základě dohody o spolupráci společností Associated Universities, Inc.

Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), mezinárodní astronomické zařízení, je partnerstvím Evropské organizace pro astronomický výzkum na jižní polokouli (ESO), US National Science Foundation (NSF) a National Institutes of Natural Sciences ( NINS) Japonska ve spolupráci s Chilskou republikou. ALMA je financována ESO jménem jejích členských států, NSF ve spolupráci s National Research Council of Canada (NRC) a ministerstvem

Zdroj: public.nrao.edu

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *