Astronomowie zaobserwowali, jak powstają czarne dziury

Naukowcy badając galaktykę „Infinity”, uchwycili bezpośrednio to, jak powstają czarne dziury. Obserwacje mogą również pomóc zrozumieć jak te szczególne obiekty stawały się niezwykle masywne we wczesnym Wszechświecie.

.Astronomowie z Yale University, pod kierownictwem Pietera van Dokkuma, odkryli w kosmosie obiekt, który nazwali galaktyką „Infinity” („Nieskończoność”) – dwie niedawno połączone galaktyki, które razem wyglądają jak symbol nieskończoności. W centrum całej struktury badacze odnaleźli, osadzoną w chmurze gazu, supermasywną czarną dziurę. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters.

.Naukowcy twierdzą, że odkrycie jest intrygujące z kilku powodów. Sugeruje nowy sposób formowania się czarnych dziur, stanowi możliwe wyjaśnienie istnienia niezwykle masywnych czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie i może przedstawiać pierwszą bezpośrednio zaobserwowaną supermasywną czarną dziurą tuż po jej uformowaniu.

„Wszystko w tej galaktyce jest niezwykłe. Nie tylko wygląda bardzo dziwnie, ale ma też supermasywną czarną dziurę, która gromadzi dużo materiału. Największą niespodzianką było to, że czarna dziura nie znajdowała się wewnątrz żadnego z dwóch jąder łączących się galaktyk, ale pośrodku” – mówi Pieter van Dokkum z Yale University.

Naukowcy dokonali odkrycia podczas analizowania obrazów z badania COSMOS-Web, które jest częścią archiwum danych Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Astronomowie wykorzystali również dane z Obserwatorium W.M. Keck oraz dane archiwalne z National Radio Astronomy Observatory’s Very Large Array i Chandra X-ray Observatory.

Jak podkreślają badacze, znalezienie tego rodzaju obiektu, który nie znajduje się w jądrze masywnej galaktyki, było niezwykłe. A jeszcze bardziej szczególne było zaobserwowanie dokładnie jak powstają czarne dziury.

„Uważamy, że bezpośrednio zaobserwowaliśmy, jak powstają czarne dziury – czegoś, czego nigdy wcześniej nie widziano” – twierdzi Pieter van Dokkum.

Odkrycie to ma również wpływ na rozumienie przez naukowców, tego jak powstawały czarne dziury we wczesnym Wszechświecie. Jedna z teorii – teoria „lekkich nasion” – zakłada, że małe czarne dziury powstały, gdy rdzenie gwiazd zapadły się i eksplodowały. Następnie te „lekkie zalążki” czarnych dziur łączyły się w supermasywne czarne dziury. Hipoteza ta wymagałaby jednak niezwykle długiego czasu, aby była prawdą. Teleskop Webba zidentyfikował już supermasywne czarne dziury, które pojawiły się we Wszechświecie zbyt wcześnie, aby można je było wyjaśnić teorią „lekkich nasion”.

Kolejnym założeniem jest teoria „ciężkich nasion”, która sugeruje, że znacznie większe czarne dziury mogą powstawać w wyniku zapadania się dużych chmur gazu. Problem w tej hipotezie jest jednak to, że zapadające się chmury gazu zwykle tworzą gwiazdy.

„Galaktyka Infinity może jednak pokazać, jak ekstremalne warunki – w tym te we wczesnym Wszechświecie sugerowane przez teorię ciężkich nasion – mogły doprowadzić do powstawania czarnych dziur. W tym przypadku zderzyły się dwie galaktyki dyskowe, tworząc pierścieniowe struktury gwiazd, które widzimy. Podczas zderzenia, gaz wewnątrz tych dwóch galaktyk uległ wstrząsowi i kompresji. Ta kompresja mogła wystarczyć do utworzenia gęstego węzła, który następnie zapadł się w czarną dziurę” – tłumaczy Pieter van Dokkum.

.Astronomowie podkreślili, że potrzebne są dodatkowe badania, aby potwierdzić odkrycia i w jaki sposób mogą pomóc lepiej zrozumieć to, jak powstają czarne dziury.

Oprac. EG