Potężny Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba ujawnił zjawisko, które kiedyś wydawało się niemożliwe.
Astronomowie wycelowali instrument w wiele galaktyk w głębokim kosmosie i w centrum jednej z nich zauważyli młodą, karłowatą czarną dziurę wywołującą ogromne wybuchy gazu. Materia kosmiczna przemieszczająca się w pobliżu czarnej dziury może zostać przyciągnięta wokół obiektów potężnych grawitacyjnie, a jej część może zostać zjedzona. Jednak czarne dziury są strasznie brudnymi pożeraczami, co prowadzi do wyrzutów gazu w postaci silnych „wypływów”. Jednak ta konkretna czarna dziura, nazwana LID-568, żarłocznie żeruje na materii w szybkim tempie 40 razy szybciej, niż wydawało się to możliwe.
„Ta czarna dziura ma ucztę” – Julia Scharwächter, astronom z Międzynarodowego Obserwatorium Gemini, współautorka nowych badań opublikowanych w czasopiśmie Astronomia Przyrodnicza– napisano w oświadczeniu.
Naukowiec z NASA obejrzał pierwsze zdjęcia z Voyagera. To, co zobaczył, przyprawiło go o dreszcze.
Naukowcy odkryli, że ta czarna dziura przekroczyła „granicę Eddingtona”, czyli w zasadzie maksymalną jasność, jaką może osiągnąć obiekt i szybkość, z jaką może pochłaniać materię. Taki wyczyn może być powodem, dla którego astronomowie znajdują wcześnie powstałe czarne dziury, które są masywniejsze, niż powinien być taki młody obiekt. (Ta czarna dziura znajduje się w galaktyce, która powstała około 1,5 miliarda lat po Wielkim Wybuchu — co oznacza, że jest stosunkowo młoda. Wszechświat ma około 13,8 miliarda lat.) Możliwe, że czarne dziury mogą urosnąć do masy w wyniku jednego ataku dramatycznego karmienia .
„Ta czarna dziura urządza ucztę”.
„Ten ekstremalny przypadek pokazuje, że mechanizm szybkiego karmienia powyżej granicy Eddingtona jest jednym z możliwych wyjaśnień, dlaczego widzimy te bardzo ciężkie czarne dziury tak wcześnie we Wszechświecie” – wyjaśnił Scharwächter.
Koncepcja artystyczna przedstawiająca żarłocznie żerującą czarną dziurę w centrum wczesnej galaktyki karłowatej.
Źródło: NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva / M. Zamani
Tweet mógł zostać usunięty
Czarne dziury to fascynujące obiekty. Są niewyobrażalnie gęste: gdyby Ziemia została (hipotetycznie) wgnieciona w czarną dziurę, miałaby średnicę poniżej cala. Ta głęboka gęstość daje czarnym dziurom fenomenalną moc grawitacyjną. Wiadomo, że nawet światło, które wpada do środka (co oznacza przekroczenie granicy zwanej „horyzontem zdarzeń”) nie może uciec.
Aby obserwować niezwykle odległą czarną dziurę LID-568, naukowcy wykorzystali spektrograf bliskiej podczerwieni (NIRSpec) teleskopu Webba do obserwacji słabego, ale silnego światła emisji gazów emitowanych przez czarną dziurę.
Zmienna prędkość światła
Jednak badanie LID-568 dopiero się rozpoczęło. Astronomowie chcą wiedzieć, w jaki sposób ta czarna dziura przekroczyła granicę Eddingtona, co oznacza lepsze obserwacje przez teleskop Webba.
Potężne możliwości teleskopu Webba
Teleskop Webba — będący owocem współpracy naukowej NASA, ESA i Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej — ma za zadanie zaglądać w najgłębsze obszary kosmosu i ujawniać nowe informacje na temat wczesnego Wszechświata. Bada także intrygujące planety w naszej galaktyce, a także planety i księżyce w naszym Układzie Słonecznym.
Oto jak Webb dokonuje niezrównanych osiągnięć i prawdopodobnie będzie to robił przez nadchodzące dziesięciolecia:
– Gigantyczne lustro: Lustro Webba, które przechwytuje światło, ma ponad 21 stóp średnicy. To ponad dwa i pół razy więcej niż zwierciadło Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Przechwycenie większej ilości światła pozwala Webbowi zobaczyć bardziej odległe, starożytne obiekty. Teleskop obserwuje gwiazdy i galaktyki, które powstały ponad 13 miliardów lat temu, zaledwie kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu. „Będziemy widzieć pierwsze gwiazdy i galaktyki, jakie kiedykolwiek powstały” – powiedział Mashable w 2021 roku Jean Creighton, astronom i dyrektor Planetarium Manfreda Olsona na Uniwersytecie Wisconsin – Milwaukee.
– Widok w podczerwieni: W przeciwieństwie do Hubble’a, który rejestruje głównie światło widzialne dla nas, Webb jest przede wszystkim teleskopem na podczerwień, co oznacza, że ogląda światło w widmie podczerwonym. Dzięki temu możemy zobaczyć znacznie więcej wszechświata. Podczerwień jest dłuższa długości fal niż światło widzialne, dzięki czemu fale świetlne skuteczniej prześlizgują się przez kosmiczne chmury; światło nie zderza się z tymi gęsto upakowanymi cząsteczkami i nie jest przez nie rozpraszane tak często. Ostatecznie wzrok Webba w podczerwieni może penetrować miejsca, których Hubble nie może.
„To podnosi zasłonę” – powiedział Creighton.
– Zaglądanie w odległe egzoplanety: Teleskop Webba posiada specjalistyczny sprzęt zwany spektrografami które zrewolucjonizują nasze rozumienie tych odległych światów. Instrumenty mogą rozszyfrować, jakie cząsteczki (takie jak woda, dwutlenek węgla i metan) istnieją w atmosferach odległych egzoplanet – czy to gazowych olbrzymów, czy mniejszych skalistych światów. Webb przygląda się egzoplanetom w galaktyce Drogi Mlecznej. Kto wie, co znajdziemy?
„Możemy dowiedzieć się rzeczy, o których nigdy nie myśleliśmy” – Mercedes López-Morales, badaczka egzoplanet i astrofizyk z Instytutu Centrum Astrofizyki-Harvard & Smithsonianpowiedział Mashable w 2021 r.
Astronomom udało się już znaleźć intrygujące reakcje chemiczne na planecie oddalonej o 700 lat świetlnych i zaczęli przyglądać się jednemu z najbardziej oczekiwanych miejsc w kosmosie: skalistym planetom wielkości Ziemi należącym do Układu Słonecznego TRAPPIST.
