Extrémně rychle rostoucí černá díra v raném vesmíru

Nový objev vrhá světlo na velmi rané supermasivní černé díry. Astronomové z University of Texas a University of Arizona objevili rychle rostoucí černou díru v jedné z nejextrémnějších galaxií známých ve velmi raném vesmíru. Objev galaxie a černé díry v jejím středu poskytuje nová vodítka ke vzniku vůbec prvních supermasivních černých děr. Nová práce byla publikována v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Pomocí pozorování pořízených prostřednictvím rádiové observatoře Atacama Large Millimeter Array (ALMA), která se nachází v Chile, astronomové zjistili, že galaxie s názvem COS-87259 obsahující tuto novou supermasivní černou díru, je velmi extrémní a tvoří hvězdy 1000krát rychleji než naše Mléčná dráha. Navíc obsahuje více než miliardu slunečních hmot mezihvězdného prachu. Galaxie jasně září jak v důsledku intenzivního výbuchu tvorby hvězd, tak díky rostoucí supermasivní černé díře v jejím středu.

Černá díra je považována za nový typ prvotní černé díry – je silně zahalena kosmickým „prachem“, což způsobuje, že téměř všechno její světlo je vyzařováno ve středním infračerveném rozsahu elektromagnetického spektra. Vědci také zjistili, že tato rostoucí supermasivní černá díra (často označovaná jako aktivní galaktické jádro) generuje silný výtrysk materiálu pohybujícího se rychlostí blížící se rychlosti světla.

Dnes se v centru téměř každé galaxie nacházejí černé díry s hmotnostmi milionkrát až miliardkrát většími, než má naše Slunce. Jak se tyto supermasivní černé díry poprvé vytvořily, zůstává pro vědce záhadou zejména proto, že několik těchto objektů bylo nalezeno, když byl vesmír velmi mladý. Protože světlu z těchto zdrojů trvá tak dlouho, než k nám dorazí, vidíme je tak, jak existovaly v minulosti; v tomto případě pouhých 750 milionů let po Velkém třesku, což je přibližně 5 % současného stáří vesmíru.

Na tomto novém objektu je obzvláště udivující, že byl identifikován na relativně malém kousku oblohy, který se obvykle používá k detekci podobných objektů – o velikosti menší než 10krát převyšující Měsíc v úplňku – což naznačuje, že ve velmi blízkém okolí by mohly být tisíce podobných zdrojů z raného vesmíru. To bylo z předchozích údajů zcela neočekávané.

Jedinou další třídou supermasivních černých děr, o které jsme ve velmi raném vesmíru věděli, jsou kvasary, což jsou aktivní černé díry, které jsou relativně nezakryté kosmickým prachem. Tyto kvasary jsou extrémně vzácné ve vzdálenostech podobných COS-87259, přičemž na celé obloze se jich nachází pouze několik desítek. Překvapivý objev COS-87259 a jeho černé díry vyvolává několik otázek o množství velmi raných supermasivních černých děr, a také o typech galaxií, ve kterých se obvykle tvoří.

Ryan Endsley, hlavní autor článku a nyní postdoktorand na Texaské univerzitě v Austinu, říká: „Tyto výsledky naznačují, že velmi rané supermasivní černé díry byly často silně zakryty prachem, možná v důsledku intenzivní aktivity tvorby hvězd v hostitelských galaxiích. To je něco, co někteří astronomové předpovídají již několik let. Je opravdu příjemné vidět první přímé pozorovací důkazy podporující tento scénář.“

Podobné typy objektů byly nalezeny v lokálnějším, dnešním vesmíru, jako je například Arp 299. V tomto systému se dvě galaxie srážejí a generují intenzivní tvorbu hvězd, a také silné zatemnění rostoucí supermasivní černé díry v jedné ze dvou galaxií.

Ryan Endsley dodává: „Zatímco nikdo neočekával, že najde tento druh objektu ve velmi raném vesmíru, jeho objev je krokem k vybudování mnohem lepšího pochopení toho, jak se mohly miliardy sluneční hmoty černé díry zformovat tak brzy během existence vesmíru, a také o tom, jak se nejhmotnější galaxie zpočátku vyvíjely.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/astronomers-discover-rapidly-growing-black-hole-in-extreme-galaxy-in-the-very-early-universe/

autor: František Martinek