James Webb teleskopas aptiko seniausią aktyvią juodąją skylę

Astronomai, naudodami James Webb kosminį teleskopą (JWST), aptiko labiausiai nutolusią, aktyviai besimaitinančią supermasyvią juodąją skylę, kuri kada nors buvo pastebėta. Ši juodoji skylė taip pat yra viena iš mažiausiai masyvių, kada nors pastebėtų ankstyvojoje visatoje – jos dydis prilygsta maždaug 9 mln. Saulių – o tai sunku paaiškinti.

Tyrėjai stebėjo galaktiką, kurioje yra ši aktyvi supermasyvi juodoji skylė, atlikdami kosminės evoliucijos ankstyvojo išleidimo mokslo (CEERS) tyrimą. Pažymėta CEERS 1019, galaktika matoma tokia, kokia buvo tada, kai 13,8 milijardo metų senumo visata buvo vos apie 570 mln. metų amžiaus.

Komanda, vadovaujama Ostine  esančio Teksaso universiteto astronomo Steveno Finkelsteino, taip pat pastebėjo dvi kitas juodąsias skyles, kurios egzistavo jau nuo tada, kai nuo Didžiojo sprogimo buvo praėję 1 ir 1,1 milijardo metų, taip pat 11 kitų galaktikų, kurios egzistavo, jai mūsų visatai buvo nuo 470 iki 675 milijonų metų.

"Iki šiol ankstyvosios visatos objektų tyrimai buvo daugiausia teoriniai", - sakė Finkelsteinas. "Naudodami Webb galime ne tik pamatyti juodąsias skyles ir galaktikas dideliais atstumais, bet ir pradėti tiksliai juos matuoti naudodamiesi didžiule šio teleskopo galia“.

Grupės rezultatai, atspindintys pirmąsias CEERS išvadas, buvo paskelbti gegužę keliuose straipsniuose specialiame Astrophysical Journal Letters leidime.

Godi maža juodoji skylė

Juodoji skylė CEERS 1019 centre yra maždaug 9 milijonai saulės masių. Tai gali atrodyti nepaprastai masyvi, tačiau daugelis supermasyvių juodųjų skylių gali išaugti iki milijardų kartų didesnės už mūsų žvaigždės masę. Tačiau net ir esant tokiam santykinai mažam dydžiui, tokios masės juodųjų skylių egzistavimas ankstyvojoje visatoje mokslininkams vis dar yra galvosūkis.

Taip yra todėl, kad procesai, kurių metu auga supermasyvios juodosios skylės, susidarančios iš eilės didesnių juodųjų skylių arba godžiai besimaitinančių aplinkinėmis medžiagomis, turėtų užtrukti ilgiau nei 570 milijonų metų. Net juodosios skylės, esančios Paukščių tako širdyje, kurių masė yra maždaug 4,5 milijono kartų didesnė už saulę, turėtų būti matoma tik santykinai artimoje, taigi, naujesnėje, visatoje.

„Žiūrėti į šį tolimą objektą šiuo teleskopu prilygsta duomenų iš juodųjų skylių, esančių šalia mūsų galaktikose, stebėjimams“, – sako tyrimo bendraautorė Rebecca Larson, Teksaso universiteto Ostine doktorantė.

Mokslininkai jau seniai įtarė, kad tokios supermasyvios juodosios skylės egzistavo ankstyvojoje visatoje, tačiau tik po to, kai JWST 2022 m. viduryje atvėrė infraraudonąją akį į visatą, atsirado įrodančių neabejotinų įrodymų.

Šviesos spinduliavimas rodo, kad juodoji skylė CEERS 1019 aktyviai maitina ją supančia medžiaga. Tokios juodosios skylės, kaip ši, yra apsuptos patenkančių dujų ir dulkių sūkurių, vadinamų akreciniais diskais. Juodosios skylės gravitacinė įtaka ne tik kaitina tai, diskas šviečia ryškiai, tačiau galingi magnetiniai laukai nukreipia medžiagą į juodosios skylės polius, kur ji retkarčiais išsprogdinama dviem srovėmis, judančiais beveik šviesos greičiu, generuodami intensyviai ryškią šviesą.

Tolesnis juodosios skylės intensyvios spinduliuotės stebėjimas gali atskleisti, kaip greitai auga jos šeimininkės galaktika, ir galbūt atskleisti paslaptingą jos praeitį.

„Galaktikų susijungimas gali būti iš dalies atsakingas už aktyvumą šios galaktikos juodojoje skylėje, o tai taip pat gali paskatinti žvaigždžių formavimąsi“, – sakė tyrimo bendraautorius Jeyhanas Kartaltepe'as, CEERS komandos narys ir Rochester In instituto astronomijos docentas. Technologijos Niujorke.