Οι αστρονόμοι παρατηρούν μια μαύρη τρύπα 13,2 δισεκατομμυρίων ετών

Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν την πιο μακρινή υπερμεγέθη

μαύρη τρύπα

που έχει παρατηρηθεί ποτέ. Είχαν τη βοήθεια ενός «κοσμικού μεγεθυντικού φακού», ή βαρυτικού φακού. Αυτό συμβαίνει όταν ένα τεράστιο ουράνιο

σώμα

δημιουργεί α

μεγάλη καμπυλότητα του χωροχρόνου

ώστε το μονοπάτι του φωτός γύρω του να μπορεί να λυγίσει σαν από φακό.

Η μαύρη τρύπα είναι

που βρίσκεται στον γαλαξία UHZ1

προς την κατεύθυνση του σμήνους γαλαξιών Abell 2744. Το σμήνος γαλαξιών είναι περίπου 13,2 δισεκατομμυρίων ετών. Η ομάδα χρησιμοποίησε το Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra της NASA και το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) για να βρει την ενδεικτική υπογραφή μιας αναπτυσσόμενης μαύρης τρύπας. Άρχισε να σχηματίζεται μόλις 470 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη όταν το

σύμπαν

ήταν μόλις το 3% της τρέχουσας ηλικίας του, περίπου 13,7 δισεκατομμυρίων ετών. Ο γαλαξίας είναι πολύ πιο απομακρυσμένος από το ίδιο το σμήνος, σε απόσταση 13,2 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη.

[Related:


Gravitational wave detector now squeezes light to find more

black holes



.]

Οι αστρονόμοι μπορούν να πουν ότι αυτή η μαύρη τρύπα είναι τόσο νέα επειδή είναι τόσο γιγάντια. Μαύρες τρύπες

εξατμίζονται με την πάροδο του χρόνου

. Οι περισσότερες μαύρες τρύπες στα γαλαξιακά κέντρα έχουν μάζα που ισούται περίπου με το ένα δέκατο των αστεριών του γαλαξία υποδοχής τους, σύμφωνα με τη NASA. Αυτή η πρώιμη μαύρη τρύπα μεγαλώνει και ως μάζα που είναι ισοδύναμη με ολόκληρο τον γαλαξία μας. Οι αστρονόμοι δεν έχουν δει ποτέ μια μαύρη τρύπα σε αυτό το στάδιο πριν και η μελέτη της θα μπορούσε να βοηθήσει να εξηγηθεί πώς σχηματίστηκαν μερικές από τις πρώτες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στο σύμπαν. Τα ευρήματα αναφέρονται αναλυτικά στο α

μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 6 Νοεμβρίου στο περιοδικό

Αστρονομία της Φύσης


.

«Χρειαζόμασταν τον Webb για να βρούμε αυτόν τον εξαιρετικά μακρινό γαλαξία και τον Chandra για να βρει την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα του», ο συν-συγγραφέας της μελέτης και αστρονόμος Akos Bogdan.

είπε σε δήλωση

. Ο Μπόγκνταν είναι συνδεδεμένος με το Κέντρο Αστροφυσικής του Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν στο Κέιμπριτζ της Μασαχουσέτης.

«Εκμεταλλευτήκαμε επίσης έναν κοσμικό μεγεθυντικό φακό που ενίσχυσε την ποσότητα φωτός που ανιχνεύσαμε», πρόσθεσε ο Μπόγκμαν. Αυτό το μεγεθυντικό αποτέλεσμα είναι γνωστό ως βαρυτικός φακός. Η ομάδα πήρε

Παρατηρήσεις ακτίνων Χ με τον Chandra για δύο εβδομάδες

. Είδαν έντονες, υπέρθερμες ακτίνες Χ που εκπέμπουν αέριο -το σήμα κατατεθέν μιας υπερμεγέθους μαύρης τρύπας- από τον γαλαξία. Το φως που προερχόταν από τον γαλαξία και οι ακτίνες Χ από το αέριο γύρω από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα μεγεθύνθηκαν από το ζεστό αέριο και τη σκοτεινή ύλη που προέρχονταν από το σμήνος γαλαξιών. Αυτό

Το αποτέλεσμα ήταν σαν ένας «κοσμικός μεγεθυντικός φακός»

και ενίσχυσε τα σήματα υπέρυθρου φωτός που μπορούσε να ανιχνεύσει το JWST και επέτρεψε στον Chandra να δει την αχνή πηγή ακτίνων Χ.

«Υπάρχουν φυσικά όρια για το πόσο γρήγορα μπορούν να αναπτυχθούν οι μαύρες τρύπες μόλις δημιουργηθούν, αλλά αυτές που γεννιούνται πιο ογκώδεις έχουν ένα προβάδισμα. Είναι σαν να φυτεύεις ένα δενδρύλλιο, το οποίο χρειάζεται λιγότερο χρόνο για να μεγαλώσει σε ένα δέντρο πλήρους μεγέθους από ό,τι αν ξεκινούσες μόνο με έναν σπόρο», ο συν-συγγραφέας της μελέτης και αστρονόμος του Πανεπιστημίου Πρίνστον Άντι Γκούλντινγκ.

είπε σε δήλωση

.

[Related:


‘Rogue black holes’ might be neither ‘rogue’ nor ‘black holes.’


]

Η παρατήρηση αυτού του φαινομένου θα μπορούσε να βοηθήσει τους αστρονόμους να απαντήσουν πώς μερικές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες μπορούν να χτυπήσουν τεράστιες μάζες τόσο σύντομα μετά την έκρηξη ενέργειας από τη Μεγάλη Έκρηξη. Υπάρχουν δύο αντίθετες θεωρίες για την προέλευση αυτών των υπερμεγέθων μαύρων οπών-

ελαφρύς εναντίον βαρύ σπόρο

. Η θεωρία των σπόρων του φωτός λέει ότι ένα αστέρι θα καταρρεύσει σε μια μαύρη τρύπα αστρικής μάζας και στη συνέχεια θα εξελιχθεί σε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα με την πάροδο του χρόνου. Στη θεωρία των βαρέων σπόρων, ένα μεγάλο νέφος αερίου –όχι ένα μεμονωμένο αστέρι– καταρρέει και συμπυκνώνεται για να σχηματίσει την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Αυτή η μαύρη τρύπα που ανακαλύφθηκε πρόσφατα θα μπορούσε να επιβεβαιώσει τη θεωρία των βαρέων σπόρων.

«Πιστεύουμε ότι αυτή είναι η πρώτη ανίχνευση μιας «Outsize Μαύρης Τρύπας» και η καλύτερη απόδειξη που έχει ακόμη αποκτηθεί ότι μερικές μαύρες τρύπες σχηματίζονται από τεράστια σύννεφα αερίου», συν-συγγραφέας της μελέτης και θεωρητικός αστροφυσικός του Πανεπιστημίου Yale Priyamvada Natarajan.

είπε σε δήλωση

. «Για πρώτη φορά βλέπουμε ένα σύντομο στάδιο όπου μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα ζυγίζει περίπου όσο τα

αστέρια

στον γαλαξία της, πριν μείνει πίσω».

Η ομάδα σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει αυτό και περισσότερα δεδομένα που προέρχονται από το JWST και άλλα διαστημικά τηλεσκόπια για να δημιουργήσει μια καλύτερη εικόνα του πρώιμου σύμπαντος.