James Webb Telescope odhaluje pravdu o „nemožné“ černé díře, o kterém se předpokládá, že se krmí 40krát, než teoretický limit
„Rychle krmená“ černá díra, která vypadala, že vzdoruje fyzice, je ve skutečnosti docela obyčejná, pozorování z James Webb Space Telescope (Jwst) odhalit.
V listopadu 2024 astronomové používající JWST uvedli, že našli černou díru z raného vesmíru, který se zdál být na hmotě 40krát rychleji, než je možné teoreticky. Černá díra, zvaná LID-568, byla pozorována, protože existovala jen 1,5 miliardy let po Velkém třesku-příliš brzy v historii vesmíru, aby se dostala tak obrovská.
Nový výzkum však naznačuje, že tato nadměrná míra stravování mohla být nadhodnocením. Po opětovném přezkumu pozorování JWST „prolomení rekordu“ černá díraAstronomové potvrdili, že nakonec není extrémní. Ve skutečnosti těžký prach zakryl černou díru, což vedlo k nesprávným výpočtům, zjistili vědci.
V narůstající černé díře je infallingový materiál stlačen a zahříván, což způsobuje, že emituje vysokoenergetické záření, jako jsou rentgenové paprsky, které tlačí materiál pryč. Množství hmoty, kterou může černá díra konzumovat, se řídí Eddingtonovým limitem, který definuje maximální svítivost, při které vnější záření vyvažuje gravitační tah černé díry. Tento limit závisí přímo na hmotě černé díry – čím vyšší je hmota, tím vyšší je limit Eddingtonu.
Když je záření dostatečně vysoký, aby přemohl gravitaci, černá díra zastaví narůstající záležitost, a tak omezuje, jak jasně svítí. Za určitých podmínek však může černá díra i nadále narůstat za tímto limitem-proces známý jako Super-Eddington narůstání.
The Pozorování z loňského roku navrhl, že LID-568 prochází narůstáním Super-Eddingtonu téměř 40krát větší, než se očekávalo. LID-568 existovalo jen 1,5 miliardy let po Velký třesk – Což není dost času na to, aby tato černá díra vyrostla takto. Výsledkem je, že astronomové spekulovali, že taková rychlá narůstání Super-Eddington by mohla poskytnout přesvědčivé vysvětlení pro tvorbu supermasivních černých děr s nepředstavitelně vysokými hmotami v raném vesmíru.
Ale v novém výzkumu, zveřejněném 4. dubna v Astrofyzikální časopisAstronomové zjistili, že LID-568 se krmí rychlostí v souladu s limitem Eddingtonu-a chyba byla způsobena prachem.
Vlevo v prachu
Důvod počátečního přepočtu o hladu černé díry je proto, že prach absorbuje a rozptyluje světlo, které výrazně ztmavne světlo, které nás osloví z černé díry.
„Pro těžce obžalovaný na prach, jako je LID-568 Myungs inŘeditel výzkumného střediska astronomie národní univerzity v Soulu řekl Live Science v e -mailu. Pokud tento účinek není správně započítán, může to vést k nepřesným výpočtům hmoty černé díry, což zase ovlivňuje limit Eddingtonu s ním spojený.
Vysvětlil jsem, že ve studii týmu vědci měřili hmotu černé díry pomocí infračerveného světla z plynu kolem něj. Infračervené záření je mnohem méně ovlivněno prachem než optické světlo, které bylo použito v předchozí studii pro měření hmoty černé díry.
Tento odlišný přístup jim umožnil vypočítat hmotu černé díry tak, aby byla těsně pod miliardou solárních hmot – asi 40krát větší než předchozí odhad. Pomocí této revidované hmoty černé díry byla Eddingtonova svítivost přepočítána. Celkově pozorovaná svítivost úzce odpovídala Eddingtonově limitu. Proto byla černá díra ve fázi Super-Eddington, když byla pozorována, tým uzavřel. Bylo to jen zakaleno prachem.
V důsledku toho nelze současné návyky krmení LID-568 přičíst růstu supermassive černých děr, řekl IM. Astronomové si o tomto problému byli vědomi v případě vzdálených galaxií a obvykle používají korekce pro vyhynutí prachu v jejich měření.
U „aktivních galaktických jádra“ (AGN) však, která obsahují aktivně krmení černých děr ve svých centrech, které dominují jasu AGN a jsou obklopeny složitým prostředím prachu – „Korekce vyhynutí prachu dosud nebyla důkladně aplikována,“ řekl IM. To znamená, že masy jiných černých děr mohly být měřeny nesprávně, což vede k nesprávným výkladem jejich vlastností. Přístup týmu by mohl vést k lepšímu pochopení černých děr obžalovaných na prachu v nové třídě galaxií s názvem “malé červené tečky„, které byly nedávno objeveny pozorováním JWST, vysvětlil tým ve svém článku.
