Przejdź do głównej zawartości

Odkryto 83 supermasywne czarne dziury we wczesnym Wszechświecie

Zespół astronomów odkrył w odległym Wszechświecie 83 kwazary zasilane przez supermasywne czarne dziury (SMBH), w epoce, w której miał mniej niż 10% obecnego wieku. Dokonano tego przy użyciu kamery szerokokątnej Hyper Suprime-Cam (HSC) zamontowanej na teleskopie Subaru. Odkrycie to znacznie zwiększa liczbę czarnych dziur znanych w tej epoce i po raz pierwszy ujawnia, jak powszechne we wczesnej historii Wszechświata są SMBH. Ponadto zapewnia nowe spojrzenie na wpływ czarnych dziur na stan fizyczny gazu we wczesnym Wszechświecie w ciągu pierwszego miliarda lat.  


Supermasywne czarne dziury znajdują się w centrach galaktyk i mają masy miliony a nawet miliardy razy większe, niż Słońce. Chociaż są powszechne we współczesnym Wszechświecie, nie jest jasne, kiedy po raz pierwszy się uformowały i ile z nich istnieje w odległym Wszechświecie. Podczas, gdy odległe SMBH są identyfikowane jako kwazary, które świecą, gdy gromadzi się na nich gaz, poprzednie badania były czułe tylko na bardzo rzadkie, najbardziej świecące kwazary, a zatem na najbardziej masywne czarne dziury. W nowym odkryciu badano populację SMBH o masach charakterystycznych dla najczęściej występujących czarnych dziur obserwowanych we współczesnym Wszechświecie, co rzuca światło na ich pochodzenie.

Zespół badawczy pod kierownictwem Yoshiki Matsuoki (Ehime University) wykorzystał dane pobrane z najnowocześniejszego instrumentu HSC zamontowanego na teleskopie Subaru. HSC jest szczególnie potężny, ponieważ ma ogromne pole widzenia – 1,77 stopni kwadratowych (7 tarcz Księżyca w pełni) i jest zamontowany na jednym z największych teleskopów na świecie. Zespół HSC prowadzi przegląd nieba wykorzystując czas na teleskopie przez 300 nocy w ciągu pięciu lat. Wybrali odległych kandydatów na kwazary z czułego przeglądu HSC a następnie przeprowadzili intensywną kampanię obserwacyjną w celu uzyskania widm tych kandydatów za pomocą teleskopu Subaru, Gran Telescopio Canarias i teleskopu Gemini. Badanie ujawniło 83 nieznane wcześniej bardzo odległe kwazary. Matsuoka i jego współpracownicy odkryli, że w każdym sześcianie przestrzeni o rozmiarach miliarda lat świetlnych znajduje się jedna supermasywna czarna dziura.

Odkryte kwazary znajdują się w odległości ok. 13 mld lat świetlnych od Ziemi. Innymi słowy widzimy je takimi, jakimi były 13 mld lat temu. Czas, jaki upłynął od Wielkiego Wybuchu do owej epoki, wynosi zaledwie 5% obecnego wieku Wszechświata (13,8 mld lat) i jest niezwykłe, że te masywne, gęste obiekty mogły się uformować wkrótce po Wielkim Wybuchu. Najodleglejszy kwazar odkryty przez zespół znajduje się w odległości 13,05 mld lat świetlnych i jest związany z drugą najodleglejszą SMBH, jaką kiedykolwiek odkryto.

Powszechnie przyjmuje się, że wodór we Wszechświecie był kiedyś neutralny, ale był „rejonizowany” (czyli podzielony na protony i elektrony), w epoce, w której narodziła się pierwsza generacja gwiazd, galaktyk i SMBH, kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu. Jest to kamień milowy kosmicznej historii, ale wciąż nie jest jasne, co zapewniło niesamowitą ilość energii wymaganej do spowodowania rejonizacji. Przekonujące hipotezy sugerują, że we wczesnym Wszechświecie było o wiele więcej kwazarów, niż wcześniej wykryto, i to ich zintegrowane promieniowanie rejonizowało Wszechświat. Jednak liczba gęstości mierzona przez zespół HSC wyraźnie wskazuje, że tak nie jest; liczba obserwowanych kwazarów jest znacznie mniejsza, niż potrzeba do wyjaśnienia rejonizacji. Była więc spowodowana przez inne źródło energii, najprawdopodobniej liczne galaktyki, które zaczęły tworzyć się w młodym Wszechświecie.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…