A černá díra ve vzdálené Quasar Podle pozorování Chandra roste rychleji než obvyklý limit. To může vysvětlit, jak se objevily první supermassivní černé díry.
Astronomové identifikovali černou díru rostoucí při jedné z nejrychlejších cen, jaké kdy byly pozorovány. Zjištění, provedené s NASARentgenová observatoř Chandra může pomoci objasnit, jak byly některé černé díry schopny získat takovou obrovskou hmotu relativně brzy po Velký třesk.
Tato konkrétní černá díra je asi miliardykrát těžší než slunce a leží zhruba 12,8 miliard světelných let. Kvůli této vzdálenosti to astronomové sledují, protože to bylo pouhých 920 milionů let po zahájení vesmíru. Vydává více rentgenových paprsků než jakákoli jiná černá díra, která byla dosud detekována v prvních miliardách let vesmíru.
Quasar RACS J0320-35 a jeho neobvyklý růst
Černá díra palije to, co vědci klasifikují jako kvasar, skvělý nebeský objekt, který svítí jasněji než celé galaxie. Jeho mimořádná svítivost pochází z obrovského množství materiálu, který se spirálovila kolem a je vtažena do černé díry.
Ačkoli byl Quasar poprvé objeven stejným výzkumným týmem před dvěma lety, nová pozorování Chandra v roce 2023 odhalila, co dělá RACS J0320-35 jedinečnými. Rentgenové výsledky ukazují, že jeho černá díra roste tempem, které překonává typický prahová hodnota očekávaného pro takové objekty.
„Bylo trochu šokující vidět, jak tato černá díra roste o skoky a hranice,“ řekla Luca Ighina z Centra pro astrofyziku | Harvard & Smithsonian v Cambridge, Massachusetts, který vedl studii.
Pochopení limitu Eddington
Když je hmota přitahována k černé díře, je zahřívá a vydává silné záření na širokém rozsahu vlnových délek, včetně rentgenových a viditelných světlů. Toto záření tlačí zpět proti materiálu, který padá. Jakmile přítok hmoty dosáhne určitého prahu, vnější tlak z záření působí proti gravitačnímu tahu černé díry a zabraňuje rychlejšímu pádu materiálu. Tato horní hranice je známá jako Eddington Limit.
Vědci naznačují, že černé díry rostoucí za pomalejší sazby, než je tento limit, se musely narodit s počátečními masami nejméně 10 000 sluncí, aby dosáhly miliardy solárních hmot během prvních miliard let po velkém třesku, jak je vidět u RACS J0320-35. Jedním ze způsobů, jak by se taková masivní černá díra mohla vytvořit při narození, je neobvyklá událost: kolaps obrovského plynového mraku, který obsahoval jen velmi málo prvků těžší než helium, což je soubor podmínek, které jsou velmi neobvyklé.
Možné scénáře původu a růstu
Pokud RACS J0320-35 skutečně roste vysokou rychlostí-odhaduje se na 2,4krát za limit Eddingtonu-a učinil tak po dobu trvalého času, jeho černá díra mohla začít konvenčnějším způsobem, s hmotností menší než sto slunce, způsobenou implozí masivní hvězdy.
„Když jsme znali hmotu černé díry a vypracovali, jak rychle roste, můžeme pracovat zpět a odhadnout, jak masivní to mohlo být při narození,“ řekl spoluautor Alberto Moretti z Inaf-Osservatorio Astronomico di Brera v Itálii. „S tímto výpočtem můžeme nyní vyzkoušet různé nápady, jak se rodí černé díry.“
Abychom zjistili, jak rychle tato černá díra roste (mezi 300 a 3 000 sluncemi za rok), vědci porovnali teoretické modely s rentgenovým podpisem nebo spektrem z Chandry, což dává množství rentgenových paprsků při různých energiích. Zjistili, že Chandra Spectrum úzce odpovídalo tomu, co očekávali od modelů černé díry rostoucí rychleji než limit Eddington. Data z optického a infračerveného světla také podporují interpretaci, kterou tato černá díra zabalí na váze rychleji, než umožňuje limit Eddington.
Vhled do kosmických tajemství
„Jak vesmír vytvořil první generaci černých děr?“ řekl spoluautor Thomas Connor, také Centra pro astrofyziku. „To zůstává jednou z největších otázek v astrofyzice a tento jediný objekt nám pomáhá pronásledovat odpověď.“
Další vědecké tajemství řešené tímto výsledkem se týká příčiny trysek částic, které se odcházejí od některých černých děr v blízkosti rychlosti světla, jak je vidět v RACS J0320-35. Trysky, jako je tento, jsou pro kvasary vzácné, což může znamenat, že rychlý růst černé díry nějak přispívá k vytvoření těchto trysek.
Kvasar byl dříve objeven jako součást průzkumu rádiového dalekohledu s použitím australského pathfinderu kilometru čtverečních kilometrů v kombinaci s optickými daty z tmavé energie kamery, nástroje namontovaný na dalekohledu Victor M. Blanco na meziamerické observatoři Cerro Tololo v Chile. K získání přesné vzdálenosti RACS J0320-35 byl Chile použit k získání přesné vzdálenosti RACS J0320-35.
Reference: „Rentgenové zkoumání možné narůstání Super-Eddingtonu v rádiovém kvasar v z = 6,13“ Luca Ighina, Alessandro Caccianiga, Thomas Connor, Alberto Moretti, Fabio Pacucci, Cormac Reynolds, José Affioli, Affioli a Affioli, Danielyaasa, Danielyaa. Roberto Della. Čech, Francesco Haardt, Erini Lambrides, James K. Leung, Alessandro Lupi, Izrael Matute, Fabio Rigamonti, Paola Severgnini, Nick Seymour, Fabrizio Tavecchio a Cristian Vignali, 8. září 2025, 8. září 2025, 8. září 2025, 8. září 2025, 8. září 2025 The Astrofyzikální dopisy.
Dva: 10,3847/2041-8213/ADED0A
NASA Marshall Space Flight Center v Huntsville v Alabamě spravuje program Chandra. Smithsonian Astrophysical Observatory’s Rent-Ray Center ovládá vědecké operace z Cambridge a letové operace z Burlingtonu v Massachusetts.
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
Sledujte nás Google, Objevita Zprávy.
