Stebėjimai, surinkti naudojant James Webb kosminį teleskopą, atskleidė aktyvią supermasyvią juodąją skylę, kurios masė 9 milijonus kartų didesnė už Saulės ir kuri aktyviai auga, sugerdama medžiagą iš aplinkinės erdvės. Praėjus 570 milijonų metų po Didžiojo sprogimo, tai pirmoji supermasyvi juodoji skylė, išaugusi, nors mokslininkai tikisi, kad rekordas išliks neilgai.
Juodoji skylė buvo rasta vienoje iš ankstyviausių kada nors atrastų galaktikų, anksčiau žinomų kaip EGSY8p7, o nuo tada pervadintas į CEERS 1019. Jo atradimas galėtų padėti išspręsti vieną didžiausių ankstyvosios visatos paslapčių: kaip per tokį trumpą laiką Kosminės aušros juodosios skylės išaugo iki tokių didelių dydžių.
Straipsnis, kuriame išsamiai aprašomas atradimas, kuriam vadovavo astrofizikė Rebecca Larson iš Teksaso universiteto Ostine, pasirodo specialiame „The Astrophysical Journal“ numeryje. „Radome labiausiai nutolusį aktyvų galaktikos branduolį (AGN) ir seniausią juodąją skylę, kurią kada nors radome“, – „ScienceAlert“ pasakojo Larsonas. Larson iš pradžių stebėjo CEERS 1019 kaip savo darbo dalį, tirdama šviesą, kurią sukuria žvaigždžių formavimasis labai ankstyvoje visatoje.
Manoma, kad ši šviesa, vadinama Lymano alfa spinduliuote, susidaro jonizuojant neutralų vandenilį žvaigždžių formavimosi metu. Ankstyvoji visata buvo užpildyta neutralaus vandenilio rūku, kuris neleido sklisti šviesai, tik po to, kai šis vandenilis buvo jonizuotas, šviesa galėjo sklisti laisvai.
Ši reionizacijos era, kaip žinoma, nebuvo iki galo ištirta. Žinome, kad tai įvyko per pirmuosius milijardus metų po Didžiojo sprogimo prieš 13,8 milijardo metų, bet labai sunku pažvelgti taip toli į ankstyvąją visatą. CEERS 1019 ir kelios kitos itin ankstyvos galaktikos yra puikūs šio tyrimo objektai, nes yra gana ryškios. Hablo duomenys buvo identifikuoti 2015 m., o tuo metu tai buvo anksčiausia ir tolimiausia galaktika.
Tolesni stebėjimai patvirtino jo egzistavimą, tačiau išsamesnės informacijos liko nepagaunama: anksčiausia šviesa visatoje dėl visatos plėtimosi taip toli nuslinko į infraraudonąją spektro dalį, kad reikalingas galingas specialus infraraudonųjų spindulių instrumentas, pvz., JWST. jį studijuoti.
Taigi, kai pasirodė JWST, CEERS 1019 – ryškiausia iš šios eros Hablo galaktikų – tapo akivaizdžiu taikiniu. Teleskopas tik vieną valandą žiūrėjo į galaktiką su visais keturiais savo instrumentais, tačiau pateikė daug duomenų.
Tada Larsonas pastebėjo tai, ko ji visai nesitikėjo. Be ryškių žvaigždžių formavimosi, buvo ir plati emisijos ypatybė, paprastai susijusi su AGN. Kai ji apie tai papasakojo kai kuriems AGN tyrėjams, viskas pasidarė įdomu. Paprastai ankstyvosios visatos galaktika skleidžia šviesą iš supernovos arba šviesą iš žvaigždžių formavimosi. Pamatyti abu toje pačioje galaktikoje buvo labai netikėta.
„Mes ginčijomės savaitėmis, kad taip turi būti, kad turi būti viena ar kita. Ir pasirodo, kad tai abu. Juodoji skylė daro tam tikrą įtaką matomoms emisijos linijoms, tačiau didžiąją dalį šviesos, kurią matome savo vaizduose, vis dar dominuoja žvaigždes formuojanti galaktikos dalis. Tai, kad supermasyvi juodoji skylė egzistavo daugiau nei prieš 13,2 milijardo metų ir toliau augo, nėra taip stebina, kaip galėtumėte pagalvoti.
Ankstyvojoje visatoje buvo aptiktos daug didesnės juodosios skylės, J1342+0928, beveik galaktika, atrasta praėjus 690 milijonų metų po Didžiojo sprogimo, turi supermasyvią juodąją skylę, kurios dydis yra 800 milijonų Saulės. Juodoji skylė J0313-1806, atrasta praėjus 670 milijonų metų po Didžiojo sprogimo, yra 1,6 milijardo Saulės dydžio.
Abiejuose šiuose kvazaruose vyrauja AGN emisija. Larson ir jos kolegų teigimu, CEERS 1019 yra tarpinis etapas: taškas tarp vėlesnių, didesnių, AGN dominuojamų galaktikų ir to, kaip tos galaktikos ir jų juodosios skylės pradėjo formuotis. Žvelgdami į supermasyvią juodąją skylę CEERS 1019, mokslininkai mano, kad objektas susiformavo sugriuvus masyviam objektui, pavyzdžiui, vienai iš pirmųjų žvaigždžių visatoje. Šios žvaigždės buvo daug, daug didesnės už žvaigždes, kurias matome aplink mus šiandien, todėl juodoji skylė, atsiradusi dėl tokios žlugimo, turėtų padėti kelią į supermasyvumą.
Kaip pabrėžia Larsonas, rezultatai buvo gauti vos per vieną stebėjimo valandą. Tikimasi, kad tikrai gilūs stebėjimai atskleis tolimesnes ir net silpnesnes galaktikas, kurios pagaliau padės suprasti, kaip gimė ir kaip augo visata.
Taip pat skaitykite:
- Astronomai matė energingą juodosios skylės suaktyvėjimą
- Supermasyvi juodoji skylė Sagittarius A* pabudo prieš 200 metų