211service.com
Supermasywna czarna dziura, która nie powinna istnieć
Robin Dienel (Dzięki uprzejmości Carnegie Institution for Science)
Zespół astronomów, w tym dwóch z MIT, wykrył najbardziej odległą supermasywną czarną dziurę, jaką kiedykolwiek zaobserwowano. Czarna dziura znajduje się w centrum ultrajasnego kwazara, którego światło zostało wyemitowane zaledwie 690 milionów lat po Wielkim Wybuchu. To światło zajęło nam około 13 miliardów lat, co jest okresem prawie równym wiekowi wszechświata.
Czarna dziura jest około 800 milionów razy masywniejsza niż nasze Słońce — Goliat według współczesnych standardów i względna anomalia we wczesnym wszechświecie. To jedyny obiekt, który zaobserwowaliśmy z tej epoki, mówi profesor fizyki Robert Simcoe z Instytutu Astrofizyki i Badań Kosmicznych im. Kavli w MIT. Ma niezwykle dużą masę, a mimo to wszechświat jest tak młody, że ta rzecz nie powinna istnieć. Wszechświat był po prostu za mały, by stworzyć tak dużą czarną dziurę. To bardzo zagadkowe.
Intrygę dopełnia środowisko, w którym uformowała się czarna dziura: naukowcy wydedukowali, że ukształtowała się w chwili, gdy wszechświat przechodził fundamentalne przesunięcie od nieprzejrzystego środowiska zdominowanego przez obojętny wodór, w którym elektrony są związane ze swoim jądrem . Wraz z powstawaniem większej liczby gwiazd i galaktyk, w końcu wygenerowały wystarczającą ilość promieniowania, aby przestawić wodór do stanu zjonizowanego, w którym elektrony zostały uwolnione, tworząc plazmę niezwiązanych elektronów i protonów, która nadal istnieje.
Czarna dziura została zidentyfikowana i zbadana przy użyciu danych zebranych z teleskopów Magellana w Chile przez FIRE (The Folded-port Infrared Echellette), spektrometr zbudowany przez Simcoe, który klasyfikuje obiekty na podstawie ich widm w podczerwieni. Biorąc pod uwagę te dane, zespół jest przekonany, że nowo odkryta czarna dziura istniała w środowisku, które było w połowie neutralne, a w połowie zjonizowane.
Odkryliśmy, że wszechświat był około 50/50 – to moment, w którym pierwsze galaktyki wyłoniły się z kokonów neutralnego gazu i zaczęły świecić, mówi Simcoe, który jest współautorem Natura papier o odkryciu. To najdokładniejszy pomiar tamtych czasów i prawdziwy wskaźnik, kiedy pojawiły się pierwsze gwiazdy.
W jaki sposób powstała tak masywna czarna dziura tak wcześnie w historii wszechświata, pozostaje tajemnicą. Uważa się, że czarne dziury rosną, pochłaniając masę z otaczającego środowiska. Niezwykle duże czarne dziury, takie jak ta, powinny powstawać w okresach znacznie dłuższych niż 690 milionów lat.
Jeśli zaczniesz od nasionka, takiego jak wielka gwiazda, i pozwolisz mu rosnąć w maksymalnym możliwym tempie, i zaczniesz w momencie Wielkiego Wybuchu, nigdy nie będziesz w stanie stworzyć czegoś z 800 milionami mas Słońca – to nierealne, mówi Simcoe. Musi więc istnieć inny sposób, w jaki to się uformowało. A jak to się dokładnie dzieje, nikt nie wie.