Teleskop Webba uchwycił najstarszą czarną dziurę jaką kiedykolwiek zaobserwowano
Najstarszą czarną dziurę – o masie 1,6 miliona razy większej niż Słońce – odkryli naukowcy za pośrednictwem Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. To najstarszy tego typu obiekt, jaki kiedykolwiek zaobserwowano.
.Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST), skanujący niebo kamerami w podczerwieni, dostrzegł najstarszą czarną dziurę, jaką kiedykolwiek zaobserwowano. Obiekt, który ma masę 1,6 mln Słońc i powstał ponad 13 mld lat temu, mieści się w galaktyce GN-z11 – wynika z pracy opublikowanej w serwisie arXiv (arXiv: 2305.12492).
Najstarsza czarna dziura pochodzi z „kosmicznego świtu”
.Badacze uważają, że to jedna z wielu czarnych dziur, które rozrosły się do olbrzymich rozmiarów podczas tzw. kosmicznego świtu – ok. 100 mln lat po Wielkim Wybuchu. Nie jest jasne, w jaki sposób te obszary czasoprzestrzeni tak szybko się powiększyły. Astronomowie szukają na to odpowiedzi także po to, by wyjaśnić, co sprawiło, że dzisiejsze supermasywne czarne dziury w centrach galaktyk takich jak Droga Mleczna zyskały masę miliony razy większą od masy Słońca.
Jeszcze niedawno uważano, że te kosmiczne wiry przez prawie 14 miliardów lat stale rosły jak kula śnieżna – stopniowo i powoli powiększały się w wyniku łączenia się oraz pochłaniania gwiazd i innych obiektów. Zgodnie z tym poglądem to galaktyki pojawiły się jako pierwsze, a w nich zaczęły się formować czarne dziury. Teraz badacze sądzą raczej, że wczesne czarne dziury tworzyły się w wyniku zapadania się gigantycznych obłoków gazu lub wielu fuzji, jeszcze zanim narodziły się galaktyki. Z kolei najnowsza hipoteza głosi, że te obiekty zostały zasiane – jak określają to naukowcy – przez hipotetyczne pierwotne czarne dziury. Miałyby się one tworzyć podczas inflacji kosmologicznej, czyli okresu gwałtownej ekspansji Wszechświata, która nastąpiła ułamek sekundy po Wielkim Wybuchu.
„Czarne dziury we wczesnym Wszechświecie nie mogły rosnąć spokojnie i łagodnie, jak inne tego typu dzisiejsze obiekty. Ich narodziny i wzrost musiały przebiegać w osobliwy sposób” – uważa główny autor badania, prof. Roberto Maiolino, astrofizyk z Uniwersytetu w Cambridge (Wielka Brytania).
W materiałach w serwisie arXiv nie ma zdjęć opisywanego obiektu – grawitacja w środku kosmicznych wirów jest tak ogromna, że nie może się z nich wydostać nawet światło. Na obrazach zarejestrowanych przez JWST badacze znaleźli jednak dowody na istnienie dysku akrecyjnego – charakterystycznego pierścienia gazu i pyłu wirującego wokół dziury.
Obserwowane ciało niebieskie znajduje się w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy, w galaktyce powstałej 440 mln lat temu, a odkrytej w 2016 r. GN-z11 jest 25 razy mniejsza i 100 razy lżejsza od Drogi Mlecznej, ale tworzy się w niej 20 razy więcej gwiazd niż w naszym „sąsiedztwie”.
Obszerne badania czarnych dziur możliwe dzięki Teleskopowi Jamesa Webba
.Badania czarnych dziur znacznie przyspieszyły, od kiedy teleskop Event Horizon zarejestrował w 2019 r. pierwszy obraz halo jednej z nich oraz zaobserwowano połączenia tych obiektów dzięki pomiarom fal grawitacyjnych. Najnowsze materiały dostarczane przez teleskop Webba mogą być kamieniami milowymi w odpowiedzi na pytania o genezę i naturę tych tajemniczych obszarów czasoprzestrzeni.
Odkrycie najstarszej znanej badaczom czarnej dziury to kolejne osiągnięcie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, który rozpoczął misję 25 grudnia 2021 r. i znajduje się na orbicie okołosłonecznej w odległości ok. 1,5 mln km od Ziemi. Umieszczona na nim aparatura jest ok. 100 razy bardziej czuła na promieniowanie podczerwone, które wykorzystuje się przy badaniach najodleglejszych zakątków Wszechświata, niż wcześniejsze narzędzia stosowane np. w teleskopie Hubble’a.
„Przed uruchomieniem teleskopu Webba groziło nam tylko nudne pogłębianie tego, co już wiedzieliśmy. Teraz jednak znajdujemy we Wszechświecie rzeczy, których nawet się nie spodziewaliśmy” – powiedział prof. Maiolino.
Kosmos coraz bliżej, także z Polakami
.Zbliżamy się do ery, w której będą możliwe wycieczki w kosmos – twierdzi prof. Piotr ORLEAŃSKI, zastępca dyrektora ds. rozwoju technologii i profesor w Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk.
Jak twierdzi, „trudno powiedzieć, które spośród wielu różnych wydarzeń kosmicznych mających miejsce w 2022 roku było najważniejsze. Co najwyżej można przytoczyć słowa prezydenta Bidena, który w odniesieniu do amerykańskiego programu kosmicznego wymienił trzy najistotniejsze. Pierwszym, zdaniem amerykańskiego prezydenta, było uruchomienie Teleskopu Jamesa Webba i uzyskanie z niego zdjęć. Równocześnie rozpoczęto program Artemis oraz dokonano pierwszej próby zmiany trajektorii lotu orbity asteroidy. Program Planetary Defense Coordination ma na celu ochronę Ziemi przed różnego rodzaju śmieciami kosmicznymi lub asteroidami”.
„W nadchodzącym roku będzie kontynuowany program Artemis. Europa w 2023 roku przygotowuje się do kolejnych misji, ale już w kolejnym powinno dojść do startu sondy JUICE, która będzie jednym z największych działań Europejskiej Agencji Kosmicznej. Będzie to bardzo trudna misja” – pisze prof. ORLEAŃSKI.
Jak dodaje, „Polska bierze udział w tym przedsięwzięciu i zbudowała dwa urządzenia pomiarowe, które są już zainstalowane w satelicie i zostaną wyniesione w przyszłym roku na orbitę. Prawdopodobnie zakończą się również przygotowania Europejskiej Agencji Kosmicznej do misji Probe, która rozpocznie się na końcu 2023 albo w 2024 roku. Nigdy dotychczas nie realizowano podobnej misji stworzenia instrumentu pomiarowego składającego się z dwóch niezależnych satelitów lecących w formacji kilkadziesiąt kilometrów od siebie. Jeden będzie miał za zadanie zasłonić tarczę słoneczną, a drugi w tym czasie ma zbadać koronę Słońca. Te dwie misje Europejskiej Agencji Kosmicznej są w końcowej fazie przygotowań. Chińczycy prowadzą poważny program związany ze stacją kosmiczną. W programie marsjańskim mamy w tej chwili kilka łazików amerykańskich i jeden chiński badający Czerwoną Planetę. Przyszły rok również przyniesie wiele ciekawych kosmicznych odkryć”.
PAP/Anna Bugajska/Wszystko co Najważniejsze/ŻT
