Ne „malé červené tečky“ nebo řvoucí kvasary: James Webb Telescope odhaluje nový druh „skryté“ černé díry nikdy předtím
Astronomové používající James Webb Space Telescope (Jwst) odhalili skrytou populaci supermassivních černých děr v raném vesmíru, které nikdy předtím nebyly vidět.
Tento fascinující objev by mohl překlenout propast mezi klasickými kvasary a méně známými „malými červenými tečkami“ nedávno detekovaným poblíž úsvitu času, což může představovat dětské kvasary.
Klasické kvasary jsou aktivní galaktická jádra (AGN), galaxie dominují aktivně krmení Černé díry které jsou obklopeny složitým prachovým prostředím. Tyto AGN jsou poháněny velkými supermassivními černými otvory a jsou extrémně jasné, díky čemuž jsou snadno detekovatelné navzdory okolnímu prachu.
V prosinci 2022 však vědci používající JWST objevili podivný nový typ AGN, který dabovali Malé červené tečky – tak pojmenované, protože vypadají jako malé, slabé červené skvrny na obrázcích. Na rozdíl od klasických kvasarů jsou tyto tečky menší a stmívanější a mají sklon být skryty velkým prachem.
Spojení mezi těmito dvěma typy AGN zůstává záhadou, což přimělo astronomy k hledání objektů se středními vlastnostmi.
Po více než deset let astronomové hledali vzdálené kvasary s dalekohledem Subaru na Havaji a identifikovali několik galaxií během prvních miliard let po Velký třesk. Zatímco světlo z těchto galaxií nebylo typické pro klasický kvasar, intenzita světla byla příliš vysoká na to, aby byla způsobena samotnou tvorbou hvězd. Měli podezření, že tyto galaxie obsahovaly AGN, které byly nějak skryty v prachu. Astronomové však nemohli prokázat, že to byl skutečně jiný typ AGN kvůli technickým omezením v dalekohledech v té době.
Související: James Webb Telescope objevuje zmrazenou vodu kolem vzdálené, sluneční hvězdy
Nyní, s použitím citlivějšího JWST k opětovnému oživení těch záhadných objektů spatřených Subaru, mezinárodní tým astronomů potvrdil přítomnost rychle se pohybujícího plynu pod vlivem silné gravitace supermasivních černých děr. To dokázalo, že objekty byly přece jen AGN – ale typ nikdy předtím neviděl.
Zjištění byla hlášena 7. května ve studii nahrané do databáze předtisku arxiv.
Nejlepší z obou světů
Z 13 vzdálených galaxií zkoumaných v nové studii astronomové zjistili, že 9 vykazovalo jasné známky nové populace aktivních, supermasivních černých děr – a jejich vzory světla nesou nezaměnitelný otisk prstů kvasarů ukrytých za silným prachem.
„Byli jsme překvapeni, když jsme zjistili, že zakryté kvasary jsou v raném vesmíru tak hojné,“ Yoshiki MatsuokaDocent profesor ve výzkumném středisku pro vesmír a kosmický vývoj na Ehime University a vedoucí autor studie řekl Live Science v e -mailu. „To znamená, že v minulosti byla přehlížena významná část aktivních (supermasivních černých děr) v minulých průzkumech pozemních.“
Tyto nově objevené „skryté“ kvasary jsou stejně jasné jako klasické kvasary, ale úroveň prachu zakrývajícího jejich světlo se podobá tomu, co astronomové našli v případě malých červených teček. Kombinace pozemních dat s podrobnými sledovacími pozorováními JWST možná vědci našli chybějící spojení mezi vzácnými, jasnými kvasary a běžnějšími malými červenými tečkami, které viděl JWST.
„Tyto výsledky jsou robustní kvůli vysoké kvalitě světelných spekter těchto objektů s čistými podpisy plynu poháněné supermassivními černými otvory,“ Jorryt MattheeDocent a vedoucí výzkumné skupiny Astrofyzika galaxií na Institutu vědy a technologie Rakousko, které se do nové studie nezúčastnilo, řekl Live Science.
„Zatímco počet nových objektů je vysoký, není to tak neočekávané,“ řekl Matthee. „Mezera mezi dvěma známými populacemi je velmi obrovská a tyto nové objekty mohou skutečně patřit k této chybějící populaci, ale pravděpodobně je jich více.“
Dodává, že když astronomové najdou více z těchto skrytých kvasarů a shromažďují další pozorování, světlo, které vysíláte, lze použít k odhadu masí hvězd a supermassive černých děr ve svých hostitelských galaxiích. Tato informace nabídne nové poznatky o tom, jak se tito obři vyvinuli v raném vesmíru. Navíc porovnáním počtu skrytých kvasarů objevených s tím, co předpovídají teoretické modely, mohou vědci otestovat, zda tato zjištění vyzvat standardní model vesmíru.
Mezitím tým vedený Matsuoka plánuje použít JWST k pozorování dalších 30 objektů ze stejného vzorku dalekohledu Subaru. Doufají, že odhalí více skrytých kvasarů, včetně malých červených teček.
První hlášeno jen před několika lety, malé červené tečky jsou stále zahaleny tajemstvím. Jsou špatně pochopeni, protože se na obloze zdají tak slabé a malé. Matsuoka vysvětlil, že kombinací jejich výsledků s dalšími sledovacími pozorováními ke studiu okolního plynu a prostředí budou skryté kvasary poskytovat zásadní vodítko pro odhalení záhadné povahy malých červených teček.
