CP v2

Tag: Jameso Webbo kosminis teleskopas

  • Jameso Webbo teleskopas aptiko juodąją skylę, kuri, regis, atsirado anksčiau už galaktiką

    Jameso Webbo teleskopas aptiko juodąją skylę, kuri, regis, atsirado anksčiau už galaktiką

    Mokslininkai, pasitelkę Jameso Webbo kosminį teleskopą, aptiko itin ankstyvos Visatos supermasyvią juodąją skylę, kurios egzistavimas meta iššūkį įprastiems galaktikų ir juodųjų skylių augimo scenarijams. Objektas, pavadintas Abell2744-QSO1, stebimas laikotarpiu, kai Visatai tebuvo apie 700 mln. metų.

    Didžiausia intriga ta, kad juodoji skylė atrodo neįprastai didelė, palyginti su ją supančia galaktika, ir gali būti susiformavusi dar prieš pačios galaktikos brandą. Toks disbalansas ankstyvojoje Visatoje kelia klausimą, ar juodosios skylės visada auga lėtai, kartu su galaktikomis.

    Kas tiksliai buvo rasta?

    Tyrėjai nustatė, kad Abell2744-QSO1 juodosios skylės masė siekia apie 50 mln. Saulės masių. Ankstesni vertinimai buvo mažesni, tačiau šį kartą masė apskaičiuota tiesiogiau, matuojant juodosios skylės gravitacinį poveikį aplinkinių dujų judėjimui.

    Objektas priskiriamas vadinamiesiems mažiesiems raudoniesiems taškams, kuriuos Jameso Webbo teleskopas aptinka kaip kompaktiškus, ryškiai paraudusius ankstyvosios Visatos šaltinius. Šie objektai tapo viena aktyviausiai tiriamų Webb eros temų, nes gali slėpti aktyviai augančias juodąsias skyles.

    Gravitacinis lęšis padėjo pamatyti daugiau

    Abell2744-QSO1 stebėti pavyko dėl reto sutapimo: už jo esantis objektas buvo sustiprintas gravitacinio lęšio efektu, kurį sukelia galaktikų spiečius Abell 2744. Šis efektas ne tik padidina tolimų objektų ryškumą, bet kai kuriais atvejais suformuoja kelis jų atvaizdus.

    Dėl tokio natūralaus kosminio didinamojo stiklo astronomai galėjo detaliau ištirti dujų pasiskirstymą ir jų greičius. Būtent dujų kinematika, išmatuota spektroskopiniais stebėjimais, leido patikslinti juodosios skylės masę ir jos santykį su galaktika.

    Kodėl tai laužo įprastas taisykles?

    Tradicinis požiūris teigia, kad supermasyvios juodosios skylės auga palaipsniui: pradžioje susiformuoja mažesnė juodoji skylė, vėliau ji didėja ryjant aplinkinę medžiagą ir susijungdama su kitomis juodosiomis skylėmis, o galaktikoms jungiantis didėja ir jų centriniai objektai.

    Tačiau šiuo atveju juodosios skylės masė, palyginti su nedidele, chemiškai menkai išsivysčiusia galaktika, yra neįprastai didelė. Tai leidžia manyti, kad ankstyvojoje Visatoje galėjo veikti spartesni augimo keliai, pavyzdžiui, tiesioginis masyvių dujų debesų kolapsas arba itin intensyvus medžiagos kaupimas trumpais laikotarpiais.

    „Tai stulbinamas rezultatas ir rimtas postūmis iš naujo peržiūrėti klasikinius juodųjų skylių formavimosi ir augimo scenarijus“, – sakė astrofizikas Roberto Maiolino.

    Tyrėjai pabrėžia, kad toks objektas tampa svarbiu bandymu teoriniams modeliams, aiškinantiems, kaip per pirmąjį milijardą metų galėjo atsirasti milžiniškos juodosios skylės. Kuo daugiau panašių atvejų fiksuoja Jameso Webbo teleskopas, tuo aiškiau matyti, kad ankstyvosios Visatos juodųjų skylių augimas galėjo būti ne tvarkingas ir laipsniškas, o nelygus, priklausantis nuo ekstremalių sąlygų.

    Mokslininkai tikisi, kad tolesni Jameso Webbo teleskopo ir kitų observatorijų stebėjimai leis patikrinti, ar Abell2744-QSO1 yra išskirtinis atvejis, ar tik vienas iš daugelio ankstyvųjų objektų, rodančių, kad juodosios skylės galėjo „pirmauti“ galaktikų formavimosi lenktynėse.

  • JWST mįslė dėl raudonų taškų: netikėtas rentgeno signalas gali atskleisti juodąsias skyles

    JWST mįslė dėl raudonų taškų: netikėtas rentgeno signalas gali atskleisti juodąsias skyles

    Jameso Webbo kosminis teleskopas (JWST) pastaraisiais metais ankstyvojoje Visatoje užfiksavo šimtus itin kompaktiškų objektų, astronomų pramintų mažais raudonais taškais. Jie matomi labai dideliuose raudonuosiuose poslinkiuose, kai Visatai tebuvo keli šimtai milijonų metų, todėl laikomi svarbia užuomina apie pirmųjų galaktikų raidą.

    Šie objektai glumina dėl savybių derinio: optiniame diapazone jie atrodo ryškiai raudoni, o ultravioletiniame turi santykinai melsvų požymių. Tokie spektriniai bruožai dažnai siejami su intensyvia spinduliuote ir dulkėmis ar dujomis, kurios dalį šviesos sugeria ir perdirba.

    Iki šiol viena populiariausių hipotezių teigė, kad mažų raudonų taškų šaltinis gali būti aktyvūs galaktikų branduoliai, kuriuos maitina sparčiai augančios supermasyvios juodosios skylės. Tačiau kilo problema: dauguma šių objektų nerodė aiškaus rentgeno spinduliuotės signalo, kuris paprastai laikomas vienu patikimiausių medžiagos kritimo į juodąją skylę požymių.

    Naujesnė analizė, palyginusi JWST giliųjų dangaus laukų stebėjimus su Chandra rentgeno observatorijos duomenimis, išskyrė neįprastą kandidatą, pavadintą 3DHST-AEGIS-12014. Skirtingai nei dauguma panašių objektų, jis yra ryškus rentgeno spinduliuose, o tai leidžia įtarti, kad viduje gali slypėti aktyviai maitinama juodoji skylė.

    „Jei maži raudoni taškai yra sparčiai augančios supermasyvios juodosios skylės, kodėl jos neskleidžia rentgeno spinduliuotės kaip kitos tokios juodosios skylės?“, – sakė Anna de Graaff.

    Mokslininkai svarsto, kad 3DHST-AEGIS-12014 galėtų būti pereinamosios būsenos objektas, padedantis suprasti, kaip ankstyvoje Visatoje užsimezgė ir augo masyvios juodosios skylės. Vienas aiškinimų teigia, kad šaltinį vis dar gaubia tankios dujų ir dulkių sankaupos, kurios paprastai sugeria spinduliuotę, tačiau nevienalytės properšos gali kartais praleisti rentgeno signalą, todėl šis gali kisti laike.

    „Jei patvirtinsime, kad rentgeno taškas yra mažas raudonas taškas pereinamojoje fazėje, galbūt pirmą kartą iš tiesų matysime, kas vyksta jo šerdyje“, – sakė Hanpu Liu.

    Tokie rezultatai svarbūs ir platesniam klausimui: kaip taip anksti kosminėje istorijoje galėjo susiformuoti juodųjų skylių užuomazgos, kurios vėliau užaugo iki supermasyvių. Ankstyvosios Visatos modeliai čia konkuruoja: vieni remiasi „lengvų“ sėklų scenarijumi po pirmųjų masyvių žvaigždžių žūties, kiti numato „tiesioginio kolapso“ variantą, kai didelės dujų sankaupos gana greitai subyra į masyvesnę pradinę juodąją skylę.

    Kol kas mokslininkai pabrėžia, kad vieno ryškaus rentgeno šaltinio neužtenka galutinėms išvadoms apie visą mažų raudonų taškų populiaciją. Reikės papildomų stebėjimų, ypač laiko kintamumo ir spektroskopinių matavimų, kad būtų galima atskirti, ar matomas signalas tikrai kyla iš akrecijos disko ir čiurkšlių, ar jį galėtų imituoti kiti procesai, pavyzdžiui, itin tankios žvaigždėdaros regionai.

    Vis dėlto 3DHST-AEGIS-12014 laikomas itin svarbia užuomina: jei tai iš tiesų pereinamoji mažo raudono taško stadija, ji gali tapti trūkstama grandimi, aiškinančia, kodėl dalis ankstyvųjų objektų atrodo kaip aktyvūs branduoliai, bet ilgą laiką vengė rentgeno spinduliuotės „parašo“.